Manual Mecanica Automotriz Generacion Motriz Explotacion

8/20/2019 Manual Mecanica Automotriz Generacion Motriz Explotacion

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UNIVERSIDAD NACIONAL

PEDRO RUIZ GALLO

Facultad deI ngenieríaMecánicayE léctric

http://www.mecanicoautomotriz.org/


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INTRODUCCIÓN

La Ingeniería Automotriz es una rama caracterizada por su constante evolución.

Desde la invención del vehículo, en el que se incursionó con Motores Otto, luego

pasando por los Motores Diesel, los cuales por su alto rendimiento económico e

ilimitado margen de potencia, han copado casi todo el mercado Automotriz; hasta la

reciente recuperación del Motor Otto, con el uso de sistemas electrónicos en el

encendido y la inyección, mas la invención ecológica en el uso del gas, son testigos

de la vertiginosa evolución de la Ingeniería Automotriz.

La Formación Profesional del futuro Ingeniero Mecánico, en lo que respecta al área

Automotriz, requiere de todo un bagaje de conocimientos dentro de los cuales

podemos citar: el estudio de la problemática del transporte Automotriz y las

alternativas de solución, el conocimiento de las cualidades de explotación, los datos y

especificaciones técnicas del vehículo y sus agregados, la evaluación y manejo de

los factores que influyen sobre el rendimiento, mas el análisis y cálculo de la

dinámica de tracción y el planteamiento de recomendaciones para economizar

combustible, por citar algunos, están incluidos en el presente Texto.

La Formación Profesional también requiere de destrezas prácticas e investigación,

para lo cual conjuntamente con el Ing. Enrique Neciosup Incio hemos elaborado el

Proyecto. TALLER DIDÁCTICO DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ – FIME.

Este texto hecho con vocación docente y humildad, dedico a los estudiantes de la

Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Nacional Pedro Ruiz

Gallo. El mismo servirá como Texto base para la asignatura Ingeniería Automotriz.

Para llegar a el he elaborado desde 1990 diversas publicaciones, dentro de las

cuales están:

Conserve su vehículo y ahorre combustible.Unidades móviles.

Evaluación y optimización del rendimiento de vehículos.

Espero que este acervo contribuya al reconocimiento y prestigio de nuestra Alma

Mater.

El Autor



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CONTENIDO:

UNIDAD A.- GENERALIDADES Y CONCEPTOS BÁSICOS

1. Problemática y perspectivas del transporte automotriz en nuestro medio.

2. Cualidades de explotación de los automóviles.

3. Disposición general de los sistemas y agregados. Tipos.

4. Datos y especificaciones técnicas.

5. Órganos de mando y aparatos de control.

6. Rendimiento: Concepto. Factores relacionados al desarrollo del

rendimiento. Optimización.

7. Selección de vehículos.

UNIDAD B.- GENERACIÓN MOTRIZ Y TRANSMISIÓN

1. Principio de funcionamiento. Estructura. Clasificación

1.1. Motor: Arranque, Lubricación. Enfriamiento. Distribución de Gases.

Inyección.

1.2. Embrague.

1.3. Caja de Cambios.

1.4. Puente Posterior.

2. Balance de Tracción.

2.1. Características del motor.

2.2. Determinación de los momentos de impulsión aplicados a las ruedas

motrices: Procedimiento de cálculo. Métodos.

2.3. Fuerzas de resistencia al desplazamiento del vehículo.

2.4. Balance de tracción y ecuación diferencial de marcha.

3. Dinámica de Tracción y Economía de Combustible3.1. Balance de Potencias.

Características de Tracción: Concepto. Procedimiento en la confección

de las características de tracción potencial.

3.2. Factor dinámico y característica dinámica universal: Determinación.

Procedimiento. Finalidad.

3.3. Cálculo de Tracción del Automóvil

3.4. Economía de Combustible. Concepto. Procedimiento de cálculo.

Importancia.



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4. Combustión y uso del Gas como Combustible Alternativo

4.1 Concepto.

4.2 Resultantes de la Combustión Diesel.

4.3 Gas Natural Comprimido: Composición. Propiedades.

Ventajas. Ahorro4.4 Comparación de las Propiedades del Gas con la Gasolina.

4.5 Cuadro Comparativo del Comportamiento del Motor Otto.

4.6 Instalación de un Equipo de GNC.

UNIDAD C: SISTEMAS

1. Finalidad. Estructura. Principio de Trabajo. Tipos:

1.1. Suspensión y amortiguación.

1.2. Dirección.

1.3. Freno.

Ejemplos de Cálculo

UNIDAD D: EXPLOTACIÓN DE VEHÍCULOS:

1. Prueba:

1.1. Concepto y Metodología.

1.2. Procedimiento para determinar las cualidades de explotación.

1.3. Prueba de compresión.

1.4. Determinación del Estado Mecánico.

1.5. Determinación del Rendimiento

1.6. Sistemas automáticos en la Diagnosis de Motores.

2. Conducción:

2.1. Normas de Operación Principales.

2.2. Normas de Operación Complementarias

Influencia de la velocidad sobre los gastos.

Características de trabajo del vehículo.

Relación entre la carga que soporta el neumático y su duración.

Distancia de parada económica.



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UNIDAD A.- GENERALIDADES Y CONCEPTOS BÁSICOS

1. PROBLEMÁTICA Y PERSPECTIVAS DEL TRANSPORTE AUTOMOTRIZ DE

NUESTRO MEDIO

La problemática del transporte automotriz es un tema que merece amplio y

profundo análisis.

Sobre el particular se han escrito monografías, las cuales podemos sintetizar

puntualizando los aspectos más importantes, siendo éstos:

1° El desequilibrio existente entre la flora automotriz y la demanda que sobre ella

hay.2° Las líneas del transporte urbano en muchas ciudades no tienen trayectorias

adecuadas y coordinadas. Tampoco cuentan con paraderos oficiales, y si los

tienen, no existe señalización alguna.

3° Las unidades usadas, en gran porcentaje, se encuentran en mal estado. Los

factores que contribuyen a ésta preocupante situación son:

- La inexistencia, por parte del Estado, del Control Técnico de las unidades,

al momento de ingresar a nuestro país.

- La falta de un Sistema Periódico de Control del Estado y del Rendimiento.

- La falta de Control Periódico adecuado de Calidad de combustible y

lubricantes, por parte del Estado.

- El desconocimiento total o parcial de las Normas de Operación de la

unidades, por parte de los conductores.

Los factores enumerados hacen que la conducción sea más costosa y que

el tiempo de vida útil sea considerablemente menor.

4° La baja Rentabilidad de los vehículos causada por diversos defectos de

diseño y problemas de Operación y Mantenimiento.

5° La contaminación ambiental, que a futuro puede destruir la ecología.

6° Nuestro país, como los países del tercer mundo solamente se ha limitado a

optar una Tecnología de Consumo (Mantenimiento, Reparación), y en el

mejor de los casos, a la tecnología de Complectación o Montaje.



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Expuesta la Problemática, veamos cuales podrían ser las alternativas de solución

y las perspectivas inherentes:

Las medidas inmediatas a optar deben ser:

1° En la actualidad, la existencia sobredimensionada de vehículos, si bien alprincipio fue beneficiosa por la política de reflotamiento que era necesario, y

para la regulación de los precios del pasaje, este fenómeno viene causando

problemas no sólo de orden social, sino técnico por cuanto habiendo menos

demanda las unidades están siendo demasiadamente exigidas, incurriendo

inclusive en falta a las Normas Técnicas de Operación. Por lo tanto, el

Gobierno debe dar de baja a aquellas unidades que tengan más de 20 años,

sobre todo en el transporte público, por el inminente peligro del freno y ladirección, producto del elevado desgaste.

Para reflotar el parque automotriz el estado debe otorgar préstamos en

cómodas cuotas.

2° Reordenar toda la infraestructura del transporte urbano y dar toda la ayuda

posible a los transportistas a fin que puedan cumplir con los dispositivos

actualizados.

Una iniciativa importante fue la de seleccionar zonas y vías, según el tipo de

vehículo para descongestionar el tránsito Lo que falta en nuestro medio es

instalar paraderos y señalizarlos. La Policía de Tránsito debe hacer cumplir la

señalización de los paraderos. Nosotros los usuarios y los transportistas

debemos saber que los primeros cambios, producto de estar parando a cada

rato, provocan elevado consumo de combustible y desgaste del Motor.

3° Mejorar el Control de Calidad de combustibles, lubricantes, repuestos y demás

insumos, mediante uso de equipos modernos y de personal altamente

capacitado y probo. Las adulteraciones en la Calidad deben ser sancionadas

drásticamente. debiendo ser la medida extrema la clausura del

establecimiento.



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4° Crear Sistemas de Control Ecológico de Vehículos.

Constituye una alternativa importante la importación o adaptación de motores a

gas, por ser un combustible limpio y por su bajo precio.

5° Mejorar el nivel de conocimiento a todo el personal vinculado al transporte

colectivo o individual.

- Brindándole información especializada.

- Adiestrándolo e inculcándole disciplina en el cumplimiento de las Normas de

Operación (conductores), Reparación y Mantenimiento (mecánicos)

Respecto a los conductores, se debe fundar una Escuela de Choferes, quienes

por espacio de 1 año deben recibir la preparación técnico-práctica, y el

adiestramiento del caso. Esta iniciativa es un reto para la FIME.

6° Implementar un Sistema de Control de Calidad de las unidades. Por ejemplo,

se puede instalar un Banco de Pruebas de Automóviles en la Aduana u otro

lugar adecuado.

El control debe efectuarse según los Datos y las Especificaciones Técnicas

que el fabricante (o representante) debe entregar como garantía de la calidad

de su producto.

7° Para las grande Urbes, adoptar el Sistema de Transporte Eléctrico (tranvías,

trolebuses). Al respecto, cabe sugerir que "no necesariamente" las vías o

pistas para los tranvías deben ser aéreas.

Claro está, para satisfacer las necesidades de energía de este tipo de flota, se

deben de hacer realidad los grandes proyectos Hidroenergéticos, Nucleares y

otros. El Transporte Ferroviario y Marítimo son soluciones totalmente viables

para nuestro medio.

8° En cuanto refiere a la formación profesional de los alumnos de las

Universidades, se debe implantar la obligatoriedad de la signatura Ingeniería

Automotriz, por las siguientes razones:

- El Transporte Automotriz maneja más del 30% de la economía nacional.

- Por cuanto numerosas empresas cuentan con flota, existe un amplio

espectro de trabajo para los egresados de la FIME como Jefes deMantenimiento.



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- Otras fuentes de trabajo en el Sector Automotriz pueden ser:

Revisión Técnica.

Escuela de Chóferes

Capacitación en todos los niveles

Control de calidad

Instituciones reguladoras del transporte, etc.

9 ° Es notable el alejamiento entre instituciones que en forma directa o indirecta

tienen que ver con el sector Automotriz.

Los problemas actuales requieren de un trabajo conjunto de las Instituciones a

través de sus potenciales intelectuales.

Las Instituciones llamadas a resolver los problemas del sector automotriz son:

- La Universidad

- Los Municipios

- El Colegio de Ingenieros

- La Dirección de Tránsito

- La Cámara de Comercio

10° En cuanto a las perspectivas de la Industria Automotriz, o Industria en

general, se puede crear un Ministerio de Fabricación de Máquinas bajo

convenio con las potencias industriales. Esto seria el inicio de una liberación

tecnológica, aparte que reduciría radicalmente el precio de las maquinarias.



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2. CUALIDADES DE EXPLOTACIÓN

Las Cualidades de Explotación son el conjunto de bondades y limitaciones que

tiene cada vehículo.

Las Cualidades de Explotación se pueden clasificar en :

2.1 CUALIDADES CINEMÁTICO-DINÁMICAS

• Velocidad máxima y mínima de movimiento

• Recorrido y tiempo de rodadura libre del vehículo.

• Índices de tracción, como característica externa.

• Recorrido, tiempo e intensidad de aceleración.

• Recorrido, tiempo e intensidad de frenado.Debido a que el impulso del vehículo creado por la fuerza tangencial de

tracción (Ptg) es diferente para las velocidades y condiciones de caminos

diversos, últimamente se vienen creando Sistemas Computarizados de

Adherencia, los cuales:

• Detectan el tipo de camino.

• Seleccionan y ordenan las mejores variantes dinámicas a fin que tanto, la

adherencia como la Ptg sean las apropiadas.

2.2 CUALIDADES ECONÓMICAS

Principalmente determinan el consumo de combustible (Qs) del motor (ó su

equivalente Rendimiento Económico, Km/G) ligado a la unidad.

Este parámetro se mide a través de la conocida fórmula:

QS = ge Ne (Lit /100 km)……………………………………………….(1)

10γ V

ge – Consumo específico de combustible, gr /CV. hr

Ne – Potencia efectiva del motor, CV

γ – Densidad del combustible, gr / cm3

V – Velocidad del vehículo, Km/hr

Densidades:

Gasolina : 0.68 a 0.78 gr/cm3

Petróleo : 0.83 a 0.89 gr/cm3



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Debido a que Qs puede ser también determinado en forma experimental, la

fórmula expuesta nos permitiría calcular el Consumo Especifico de

Combustible (ge).

Las diferentes pruebas se realizan bajo diferentes regímenes de carga y

velocidad debiendo éstos mantenerse constantes durante el tramo de prueba.

Cabe, como referencia señalar que dentro de los aparatos de medición para

pruebas en la actualidad tienen mayor perspectiva:

- El electroregistrador multicanal.

- El oscilógrafo magneto - eléctrico, entre otros.

2.3 CUALIDADES AUXILIARES

Que evalúan las funciones que son de tipo auxiliar, ejecutadas por los sistemas

diversos; asimismo las cualidades a las que se recurre esporádicamente. AI lado

derecho están los parámetros que los caracterizan.

TRAFICABILIDAD : Los esfuerzos de tracción bajo extremas

condiciones de configuración y consistencia del

camino.

La resistencia a la rodadura.

DIRIGIBILIDAD : Radio mínimo de giro.

Fuerza de adherencia en sentido transversal.

Fuerza de giro.

ESTABILIDAD :

ESTABILIDAD

LONGITUDINAL : Angulo estático limite de ascenso.

Angulo estático limite de descenso.

ESTABILIDADTRANSVERSAL : Angulo estático limite, de inclinación transversal

con desplazamiento rectilíneo.

ESTABILIDAD : Fuerza centrífuga resultante que es función de:

TRANSVERSAL CON La velocidad angular de giro del vehículo

DESPLAZAMIENTO alrededor del centro de giro.

CURVILÍNEO : Radio de giro del centro de gravedad.

Componente lateral del peso del automóvil.Inclinación de la carretera.



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Respecto a la Estabilidad, la inclusión de sistemas de suspensión de Regulación

automática programada, viene a constituir la mejor alternativa de solución a los

problemas de estabilidad.

SUAVIDAD : La frecuencia, amplitud y velocidad de

oscilación.

La aceleración y velocidad de

variación de las aceleraciones.

Sobre los procedimientos, los aparatos de prueba, las condiciones y

recomendaciones particulares para la determinación de las Cualidades de

Explotación se tratará en la UNIDAD D.



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3. DISPOSICION GENERAL DE LOS SISTEMAS Y

AGREGADOS

La Disposición General es la ilustración esquemática de la estructura global del

vehículo.

En el caso particular el vehículo tiene las siguientes características:

- Tracción posterior, 4 x 2.

- Caja de cambios de engranajes desplazables.

- Embrague de discos.

- Motor Diesel.

- Dirección hidráulica.

- Freno neumático.

LEYENDA

M : Motor

E : Embrague

C : Caja de cambios

R : Reductor central

R.1. Piñón de ataqueR.2. Corona

R.3. Diferencial

R.3.1.Planeta

R.3.2. Satélite

1. Tambor de freno

2. Aro

3. Neumáticos gemelos motrices4. Mando luces direccionales

5. Acelerador

6. Pedal de freno

7. Pedal de embrague

8. Rueda directriz

9. Servo de dirección

10. Compresor

11. Radiador

12. Ventilador

13. Bomba de agua

14. Tobera (Inyector)15. Bomba de Inyección

16. Múltiple de escape

17. Silenciador

18. Tanque de combustible

19. Muelles

20. Semieje

21. Árbol de transmisión



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Dib. 1. Disposición General



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TIPOS

La clasificación de los Agregados y Sistemas del Automóvil concernirá a :

I. GENERACION MOTRIZ – TRANSMISIÓN

II. DIRECCIÓN

III. FRENO

IV. SUSPENSION Y AMORTIGUACION

I. GENERACION MOTRIZ - TRANSMISION

MOTOR

1. Tipo de Combustión

a. Externa (motor de carburador) .................................................................. ..... C

b. Interna (motor DIESEL).................................................................................. D

- Con Precámara ......................................................................................... DP

- Combustión Directa .............................................................................. .... DD

- Con cámara de Turbulencia....................................................................... DT

- Con Célula de Energía ............................................................................. DC

Aparte del motor de movimiento alterno, podríamos incluir como agregado de

fuerza motriz, a la Turbina ........................................................................... Tu

2. Según Número de Tiempos

a. De Dos Tiempo ............................................................................................. 2

b. De Cuatro Tiempos............................................................................... ........ 4



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3. Tipo do Encendido

a. Por Autoignición ..................................................................... DD, DP, DT, DC

b. Por Chispa

- Encendido Convencional ........................................................................... EC

- Encendido Electrónico................................................................................. EE

4. Según la Potencia (Ne) o según la Frecuencia de Rotación(n)

Ne (Kw) n (RPM)

Alta Mayor de 200 Mayor de 3,000Mediana : 100 - 200 2,000 - 3,000

Baja Menor de 100 Menor de 2,000

Ne se puede expresar en Kw = 1.34 HP.

5. Según el par motor, expresado en Kg f-m

1 Nm = 0.102 Kg f-m

6. Disposición de los Cilindros

a. En Línea

- Normales ...................................................................................................... L

- De Embolos Opuestos ............................................................................... EO

- En Estrella ....................................................................... .......................... Es

b. En “V”............................................................................................................ V

7. Tipo de Transmisión de Fuerza

a. De Embolo Buzo ......................................................................................... EB

b. De Cruceta ......................................................................................... ........ Cr

c. De Embolo Rotativo ............................................................................ ....... ER

8. Tipo de alimentación - Aire

a. Aspiración Natural ................................................................................. ...... AN

b. Aspiración Forzada o Sobrealimentada o Turbo alimentada ......................... T



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9. Tipo de Enfriamiento

a. Aire ............................................................................................... .................. A

b. Liquido Refrigerante (agua)......................................................................... .. Ag

10. Tipo de Combustible

a. Sólido ............................................................................................. ............... S

b. Liquido: Gasolina ... (Octanaje) Petróleo (D-1)(D-2)

c. Gaseoso (GLP) (GNC) .......................................................................... G

d. Otros .................................................................................................................

11. Tipo de Bombeo del Combustible

a. Bombeo Mecánico ...................................................................................... BM

b. Bombeo (inyección) Electrónico ................................................................. BE

12. Tipo de Enfriamiento del Aire de Admisión

a. Sin Enfriamiento .......................................................................................... SE

b. Con Enfriamiento Intermedio (INTERCOOLER)............................................ I

Debo mencionar que esta clasificación considera los términos y conceptos modernos;

también hago la salvedad, que ésta ha sido confeccionada bajo criterio personal.

Utilizando esta simbología se puede nomenclaturizar a los Motores con fines de

identificación. Veamos el siguiente ejemplo:

La simbología conjunta del Motor SCANIA DSC 1123 sería:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

DD 4 3621900

1661100

L 127145

T AgD 2

BM I 142

NOTA:

En el espacio 4 se anotará la Potencia y su RPM correspondiente.

En el espacio 7 se indicará la relación diámetro / carrera el pistón.

El espacio 13 será para anotar una cualidad ergo económica, como el consumo

especifico de combustible ge (gr/cv.h).



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EMBRAGUE

1. Tipo do Acoplamiento

a. De Disco

b. Cónico

c. Centrífugo

d. Hidráulico

e. Electromagnético

2. Según tipo de mando o Accionamiento

a. Mecánico

b. Hidráulico

c. De Vacío

d. Eléctrico

CAJA DE CAMBIOS

1. Según Tipo de Contacto de los Cuerpos Sólidos

a. Sistema de Engranajes Desplazables.

b. Sistema Planetario.2. Según Grado de Automatización.

a. Manual

b. Semiautomático

c. Automático

CONVERTIDOR DE PAR

El Convertidor de Par es la conjugación del Embrague con la Caja de Cambios en un

solo agregado.

Su clasificación se hará por los nombres más conocidos de los sistemas:

a. S. Cruis - O - Matic

b. S. Dynaflow de Una Turbina

c. S. Dynaflow de Doble Turbina

d. S. Super - Turbina - Drive

e. S. Hydramatic 61-05



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Los rubros II, III y IV pueden clasificarse en el siguiente cuadro:

MECÁNICA HIDRÁULICA NEUMÁTICA

DIRECCIÓN

FRENO

SUSPENSIÓN

AMORTIGUACIÓN



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4. DATOS Y ESPECIFICACIONES TECNICAS (DET)

CONCEPTO

Los DET son parámetros de trabajo del Automóvil como Unidad, de sus Sistemasy Agregados que la conforman; asimismo de su Estructura.

Esta información nos permite establecer el carácter y amplitud de los parámetros

e índices que identifican tal o cual Cualidad de Explotación del Automóvil.

Desde este punto de vista, el concepto sobre los DET puede abarcar cuatro

etapas en la Industria Automotriz.

1. Etapa de Cálculo y Diseño.Donde los DET se dan como parámetros iniciales hacia el logro del objetivo

trazado por las Cualidades de Explotación que pueden ser, de orden:

- Técnico-económico: Como el Rendimiento o el Consumo de Combustible

- General: Destinado a establecer los requisitos indispensables para el

funcionamiento normal del automóvil.

- Propio: Vinculado al tipo de Automóvil dentro de su Clasificación General.

- Especial Que lo distingue de otra Unidad de su mismo tipo.

Por tal razón, las Cualidades Especiales intervienen en la citada etapa como

elemento principal.

2. Etapa de fabricación.

Como es de conocimiento, la Unidad Automotriz está conformada por

Sistemas, los cuales a su vez están conformados par Agregados, existiendo en

consecuencia, una estrecha relación entre estos 3 objetivos.

Por ejemplo, la Velocidad del Automóvil depende - aparte del sistema de

Transmisión - del régimen del Motor.

En este caso, la Especificación Técnica como la Potencia del Motor (y la

Frecuencia de Rotación íntimamente vinculada a ella) intervienen coma

parámetro final, para cuyo logro deberán cumplirse (ejecutarse) los parámetros

de tipo constructivo establecidos en la 1ra. etapa.



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3. Etapa de Selección

Donde los DET determinarán la calidad del vehículo en comparación con otros.

4. Etapa de Explotación

La cual podría subdividirse en dos etapas:

- Prueba: Donde los DET intervienen para verificar si la fabricación

corresponde al diseño.

- Explotación Propiamente Dicha: Que utiliza a los DET como Patrón de

referencia para efectos de determinar el Rendimiento de la Unidad,

transcurrido cierto periodo de su explotación.

IMPORTANCIA

El conocimiento de los DET nos permite:

a. ESTABLECER las bondades y limitaciones de un Automóvil, a través de

ciertos índices o parámetros como la Velocidad máxima o la Capacidad.

b. COMPARAR al Vehículo con otro de su género o similar.

El Consumo Especifico de Combustible, por ejemplo, puede establecer

clara ventaja de un Vehículo sobre otro.

c. CALCULAR parámetros en función a otros ya conocidos.

d. DETERMINAR el Rendimiento.

e. REALIZAR un Control de las Unidades importadas al momento de su

recepción en nuestra Aduana.

f. HACER que la Revisión Técnica periódica tenga el nivel acorde a las

exigencias establecidas por la Institución competente.

g. OPERAR adecuadamente el vehículo.

h. ADAPTAR otros Sistemas o Agregados. Por ejemplo, la sustitución de unMotor de Carburador por un Diesel.

i. PLANTEAR perspectivas de desarrollo a través de un estudio profundo del

comportamiento del Automóvil y de otros fenómenos inherentes a él.



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Las Especificaciones Técnicas son los parámetros de funcionamiento y detalles de

diseño de los agregados.

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL MOTOR

Cuadro N° 2

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Marca. Modelo. Serie. Año de Fabricación

Tipo:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

N° DENOMINACION Unidad Cantidad

Nenominal a .................................RPM CV (HP) (KW)

Mmáximo a ……………………… RPM Kgf-M (N – M)

nmínimo o Ralentí : RPM

Cilindrada Lit, cm3

Relación de Comprensión

Presión de Comprensión Kg/ cm2

Presión del aceite (Régimen nominal) Kg/ cm2

Presión del sistema de frenos Kg/ cm2

Consumo específico de combustible gr / HP - Hr

Consumo admisible de aceite lit /1,000 Km

Dimensiones nominales mm

Peso del Motor Kg

Combustible recomendable

Para la nomenclatura del rubro 2)., ver Clasificación de Motor.



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EMBRAGUE

Tipo ...................................... Marca .................................... Modelo ............................

Juego libre: Palanca de embrague ......................................................................(mm).

Pedal ......................................................................(mm).

CAJA DE CAMBIOS

Tipo ...................................... Marca .................................... Modelo ............................

Relaciones de

Transmisión

1ª 2ª 3ª 4ª 5ª 6ª 7ª 8ª Marchas Atrás

Velocidades

correspondientes

Km / h

PUENTE POSTERIOR

Tipo: Transmisión Reductor Central ..................................................................

Transmisión Terminales ..................................................................

Relación de Transmisión ..................................................................

FRENO

Compresor: Tipo ................................................. Marca .............................................

Juego libre : Pedal ............................................................................................... (mm)

Horquilla de Accionamiento ............................................................(mm)



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DIRECCION

Tipo del mecanismo directriz ..................................................................................

Relación de transmisión ..................................................................................

Angulo máximo de giro de las ruedas directrices ...... .............................................. (°)

SUSPENSIÓN

Neumáticos: Tipo ...........................................................................................................

Presión: Delanteros ............................................................... (Kg/cm2)

Posteriores ............................................................... (Kg/cm2)

INSTALACION ELECTRICA

Tensión Nominal.............................................................................. (v).

Generador : Marca ..................... Tipo de Corriente ...........................................

Arrancador: Potencia .............. (HP) Tipo de Accionamiento ...........................

TIPOS Y VOLUMENES DE LUBRICANTES

Cuadro N° 3

Agregado Propiedad Temperatura(°C)

Tipo CapacidadGl

Caja deCambios

PuentePosteriorDirección

Motor



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5 . ORGANOS DE MANDO Y APARATOS DE CONTROL

Los órganos de Mando son aquellos a través de cuya maniobra podemos:

- Encender el motor

- Iniciar la marcha- Dar el régimen de trabajo

- Variar la dirección de desplazamiento

- Detener el vehículo, en forma provisional o total, entre otras funciones.

Los Aparatos de Control nos indican la funcionalidad de los diversos sistemas e

ilustran las variaciones de sus parámetros:

- Velocidad del vehículo- Kilometraje

- Presión de los neumáticos

Motor:

- Presión de lubricación

- Temperatura del refrigerante

- Frecuencia de rotación

- Carga eléctrica

Nivel de combustible, etc.

Dada la coincidencia relativa entre los diversos tipos de Automóviles equipados con

Motor DIESEL y la diversidad de modelos y firmas, convengo adecuado

enumerar algunos órganos de Mando y aparatos de Control:

Órganos de Mando

1. Timón

2. Palanca de Cambios3. Pedales:

Acelerador

Freno

Embrague

4. Mando Manual:

Freno de Estacionamiento

Freno del RemolqueRalentizador



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5. Mando:

De parada del Motor

Para la supermarcha

De la calefacción y ventilación

6. Acelerador de Mano

7. Válvulas:

De toma de aire, freno de estacionamiento

De bloqueo, freno de estacionamiento

8. Conmutador para el limpia y lava parabrisas

9. Palanca para Intermitentes:

Luces de carretera y cruce

Luz de ráfaga

10. Interruptores

Luces de advertencia

Toma de fuerza

Blocaje de diferencial

Aparatos de Contro l

1. Tacógrafo

Velocímetro

Contómetro

Reloj y

Registrador

2. Tacómetro

3. Manómetro de aire, de aceite

4. Termómetro

5. Indicador de combustible

6. Luces de advertencia

Frenos de estacionamiento

Sistema de frenos

Sistema de refrigeración

Presión de aceite

Carga

7. Testigos : Luces de carretera, Supermarcha conectada, etc.



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Con respecto a este tema. Debo anotar las observaciones que atañen a la Flota

Automotriz de nuestro medio:

1° La mayoría de los Automóviles (de preferencia livianos) no cuentan con los

Aparatos de control indispensables.

Esta notable deficiencia, en muchos casos, es "arreglada" con una buena

campaña publicitaria montada por los FABRICANTES o REPRESENTANTES

COMERCIALES.

En consecuencia, la competencia por el mercado no se basa en la calidad o

cualidad del Automóvil, sino en la publicidad, la cual, se hace "más efectiva" si es

mayor el desconocimiento o falta de preparaci6n por parte de los propietarios y/o

conductores.

Frente a este problema, el ITINTEC como organismo del estado, debe Establecer

los “requisitos mínimos" con los que debe cumplir un Automóvil para poder ser

importado. Asimismo, debe encargarse del Control.

A. Criterio personal, para los Aparatos sugeriría los siguientes, como mínimo:

1) Velocímetro.

2) Contómetro

3) Tacómetro

4) Manómetro : Aire, Aceite

5) Termómetro

6) Amperímetro

7) Indicador de combustible

8) Luz de Advertencia: Sistema de frenos

Motor: Sistema de refrigeración

Sistema de lubricación.

2° Algunas firmas en sus últimos modelos han incursionado, Sistemas Automatizados

de Control, lo que implica que muchos aparatos no figuren en el Tablero.



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Las ventajas de esta variante son:

- Menos "exigencia" del nivel de preparación del conductor.

- La posibilidad que ocurra alguna avería se reduce a la totalidad, pues, cuando

algún parámetro sobrepasa su valor normal, el sistema automático se encarga

de parar el Motor, el conductor no podrá arrancar su máquina y

necesariamente tendrá que ordenar reparación.

Las desventajas podrían ser:

- El deterioro de este sistema puede ocasionar:

Averías impredecibles.

Paralización total o parcial de los diversos agregados y/o sistemas y de la

unidad en conjunto, cuando esto no sea necesario.

- La imposibilidad de “prevenir" algún desperfecto.

- La preparación especializada del Personal de Servicio, lo que hace más

costoso el Mantenimiento.

3° Quizás la observación más saltante, es que la mayoría de los conductores vienen

mostrando una indiferencia preocupante respecto a la operatividad de los

Aparatos de su Tablero de Control.

Considerando esta realidad, cabe la sugerencia de instalar un "'ojo mágico" en el

tablero de Control.

Este aparato está conectado a todos los sistemas y sus aparatos. Por ello cuando

surge cualquier desperfecto, éste se encenderá a la vez que lo hará la Luz de

Advertencia correspondiente. En caso extremo, si la Luz de Advertencia no

funciona, la Luz del “ojo mágico" si encenderá.

4° La operatividad de los Aparatos de Control es útil para evaluar el Rendimiento delvehículo; inclusive para dar cumplimiento correcto al Plan de Mantenimiento. En

este caso, el Contómetro (Odómetro) juega un rol importantísimo.

Aguardo la esperanza, que los propietarios y conductores, con la ayuda de este

acervo, entiendan la enorme importancia de tener en total estado operativo su

Tablero de Control.



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6. RENDIMIENTO

CONCEPTO

Es la relación entre la energía resultante que puede manifestarse bajo las

formas de trabajo, potencia, par, calor y la energía inicial o de entrada.

También puede establecerse otro concepto:

Rendimiento Relativo.- Como relación entre las energías resultantes

(o efectivas), tomadas estas en 2 instantes:

1. En el momento del inicio de la explotación.

2. Después de transcurrido cierto tiempo arbitrario, de la vida útil.

Para obtener la información de 1 serán suficientes los datos y especificaciones.

Para la 2da. se deberá someter la unidad o agregado a pruebas de laboratorio

y/o campo.

FACTORES

Dada la practicidad del Texto a continuación se enumerarán los principales

factores que influyen sobre el Rendimiento del Automóvil.

A. Factores Internos

1. Estado del Motor, que es principal factor.

2. Rendimiento de todos los agregados que conforman el Sistema de

Transmisión. Su valor es aproximadamente constante.

3. Calidad y estado de Lubricantes y Combustible, cuyos parámetros y

propiedades están normados. Además, respecto al Combustible

debemos recordar los indicadores:

Número de Cetano : Es el poder "autoinflamación".

Número de Octano : Es el poder “antidetonación".



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C. Factor Humano

5. Peso del conductor. De mayor importancia para los automóviles livianos.

6. Nivel de preparación y habilidad. Para que el nivel sea técnicamente aceptable,

deberá éste conocer y cumplir las Normas de Operación.

D. Factor Propio

7. Peso del vehículo.- Que enmarca la tendencia a emplear en su fabricación

materiales de menos peso, pero al mismo tiempo más resistentes.

8. Perfecci6n de su aerodinamismo.

9. Perfecci6n de la combusti6n del motor.

10. Perfección del diseño y acabado de las superficies de los detalles de la

transmisión.

Temperatura (OC)

Dib. 2 : Característica de la influencia de altura sobre el nivel del mar y la

temperatura del medio ambiente sobre la N del motor.



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INSTRUCCION:

Para establecer la influencia que ejercen la altitud y la temperatura sobre el

comportamiento del motor, proyectar desde el eje de abcisas hacia la línea de

corrección correspondiente y luego hacia el eje de ordenadas, determinando así el %

de pérdida de potencia del motor.

Respecto a la corrección de altitud:

La línea superior corresponde a motores de aspiración natural.

La línea de rayas intermitentes corresponde aproximadamente a motores sobre

alimentados (turboalimentados).

De aquí la gran ventaja de los motores turboalimentados sobre los aspirados, en lo

que refiere a operación en alturas.

En realidad, los Motores turboalimentados fueron diseñados para incrementar la

potencia, pero se dio el caso que en nuestras alturas la turboalimentación sirvió para

compensar en gran parte la falta de oxigeno.

Otro mecanismo interesante es el enfriamiento intermedio del aire de admisión

(intercooler), destinado a resolver problemas de temperatura del medio ambiente.

OPTIMIZACIÓN DEL RENDIMIENTO DEL VEHÍCULO

CAPACIDAD DE CARGA (Gcu)

La evaluación de la tara se efectúa a través del coeficiente de capacidad de carga

ƞG el cual depende del tipo y las particularidades del vehículo

Por definición:

Gcu

ƞ G = ------- --------------------------------------------------------------------------- (2)Go

Go - Peso propio

ƞ Gautos = 0.25-0.4

ƞ Gcamiones = 0.9-1.1



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OPTIMIZACION

La optimización de la capacidad de carga parte de la buena elección del material con

que están hechos los diversos agregados y estructuras.

Si bien las fundiciones maleables y los aceros responden a las exigencias de trabajo

del vehículo, el problema es el peso.

Existen muchos elementos ligeros como Al, Si, Mg, Zn, Mn, Tu, Ti, y Mo, los cuales

agregados al acero nos permitirían mejorar ƞG como es el caso de los materiales

estratégicos usados en la industria aeronáutica.

El problema es el costo del material, lo cual obviamente implica el incremento del

precio del vehículo, pero a largo plazo el beneficiado seria el usuario dado que esto

redundaría en los siguientes beneficios:

a. Menos costos operativos.

Si calculamos el costo del transporte de cada tonelada de carga útil:

1 Pr e c. Glƞec

CTr = + k ------------------------------------------------------- (3)Gcu

K - Factor que involucra variables que influyen sobre los costos operativos,

excepto el consumo de combustible y la tara .

b. Mayor tiempo de vida útil:

El peso total del vehículo en el caso más generalizado es:

Gtot = Gcu + Go + Grem --------------------------------------------------------- (4)

Grem = Peso del remolque

Cuanto menor es Go, tanto mayor serán Gcu y Grem, y por consiguiente se

aprovechará mejor la potencia al Motor.



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La potencia del motor se calcula mediante la siguiente formula (Fundamentos en la

Teoría y Cálculo de Automóviles y Tractores, Chudakov D.A.):

Ne = [ Ψ Gtot + Pw] V ------------------------------------------------------------------------- (5)

270 ƞ tr

Ψ - coeficiente de resistencia del camino

Pw - fuerza de resistencia del aire, Kg-f.

V - velocidad, Km/Hr.

ƞ tr - rendimiento de la transmisión.

VELOCIDAD (V)Como todos sabemos, la velocidad es medida por el velocímetro. Es importante que

el velocímetro este operativo porque, entre otras cosas, podemos constatar si

estamos viajando a la "velocidad de crucero", que por supuesto no es la máxima, sino

más bien, es la recomendable desde el punto de vista ergo econ6mico; es decir,

donde el consumo especifico de combustible es mínimo.

OPTIMIZACIÓNRecurriendo nuevamente a la formula 5 tendremos:

V = 270Neƞ tr_

Ψ Gtot + Pw

En términos más teóricos:

V = f (Ne, ƞ tr, Ψ, Gtot, Pw)

Para optimizar la velocidad, bajo la misma potencia de motor, se deberá:

- Perfeccionar el diseño y fabricación de los elementos de la transmisión.

- Reducir el peso propio.

- Reducir la fuerza de resistencia del aire, dando mejor aerodinamismo al

vehículo.



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AERODINAMISMO

Se puede conceptuar al aerodinamismo como la virtud de las superficies del vehículo

de penetrar fácilmente el aire.

E! aerodinamismo se evalúa a través de la fuerza de resistencia del aire Pw.

Según Chudakov D.A. Pw depende estructuralmente de tres factores:

a. Resistencia frontal que ejerce el aire comprimido por el vehículo en marcha.

b. Resistencia creada por los remolinos de aire alrededor del automóvil en

marcha.

C. Rozamiento del aire por las superficiales del carro.

La filosofía de diseño de las superficies es evitar formación de remolinos los cuales

se originan por gradientes de presión.

Se estima que la forma ideal de la superficie aerodinámica es la gota de agua. El

primer diseño comercial aerodinámico pienso que fue el Volkswagen "escarabajo", y

a partir de él se desarrollaron los actuales modelos.

Por lo contrario, las, superficies planas verticales sin bordes pronunciados, como las

de los camiones F10 y F12 tienen marcados problemas de aerodinamismo, dado que

al aire al impactar sobre la nariz incrementa Pw por las razones siguientes:

• El aire “impacta frontalmente" con la superficie

• El “aire rebotado" incrementa la superficie frontal de manera virtual.

Pw = KwFV2 , kg.f ………………………………………………… (6)13

F - superficie frontal, m2

V - velocidad km/h

kw - coeficiente aerodinámico, kgf.seg2/m4

Kwautos : 0.015 - 0.020

Kwcamionetas : 0.020 - 0.025Kwcombis : 0,025 -- 0.030

Kwomnibuses : 0.030 - 0.035

Kwcamiones : 0.030 - 0.050

Existe un tremendo error al señalar a las “combis" como "camionetas de tipo rural",

por que sencillamente la camioneta es un camión pequeño; así también la furgoneta

es un furgón pequeño. En realidad el término correcto es microbús.



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Fig 3a. Perfiles

Fig 3b. Perfiles recomendables para buses



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OPTIMIZACIÓN

a. Forma

Al señalar que la gota de agua era la forma ideal, se debe tener en cuenta que los

ovalamientos no solo se deben dar en el plano vertical, sino también en el plano

horizontal. La idea es evitar cambios bruscos de sección.

Dib. 4.- La gota de Agua

A diferencia de los Fórmula 1, los autos comerciales tienen que considerar espacios

tanto para los pasajeros como para el equipaje.

La mayoría de las recomendaciones ya se han ejecutado, quedando algunas en

proceso de investigación.

b. Superficies:

Los modernos diseños tienen cambios radicales, al extremo de no permitir

inclusive los pequeños cambios de sección, que anteriormente se daban en las

ventanas.

La filosofía actual del diseño y fabricación de las superficies es "cero gradiente y

cero rugosidad".

Si bien los cambios de sección en la forma del vehículo generan "macro

turbulencia", los pequeños detalles y la rugosidad generan “microturbulencia",

entonces nace la filosofía "turbulencia cero".



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Detalles:

Hemos considerado la optimización tanto de la forma como del acabado de las

superficies pero el incesante incremento de velocidad de los nuevos- diseños de

vehículos, no solo de autos, sino hasta camiones, obliga a los ingenieros a buscar

mas alternativas que permitan mejorar kw:

a. Tapas de aro. - Que en lo posible no deben tener altos relieves.

b. Parachoques aerodinámicos.- Donde la forma ovalada corta mejor el viento, y la

fuerza Fe (Fig. 5.a) prácticamente "eleva" al vehículo.

c. Deflectores superiores

d. Deflectores laterales verticales

e. Deflectores laterales horizontales, con respiraderos

f. Espejos retrovisores aerodinámicos

g. Aliviadores de cambio brusco de presión.

En el mercado de omnibuses y camiones resultan interesantes el modelo IRIZAR y el

Perfil de los últimos camiones Ford, Scania y Kenworth.

Fig. 5a. Fuerza elevadora del vehículo

R-Resultante Fw- Fuerza que tiene la direcci6n de PwFe - Fuerza "elevadora".



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Pw

Pw

VOLVO

SCANIA

Vista Frontal Vista Superior

Fig. 5b. Incremento virtual de la superficie de los modelos planos de los camiones

VOLVO F10 y F12

Fig. 5c Disminución de la "superficie virtual" do los camiones

planos de SCANIA.

Fig. 5. Alternativas optimizadoras del aerodinamismo de la nariz.



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Los modelos de camiones F10 y F12 de Volvo tienen problemas de aerodinamismo

dado que la superficie frontal carece de bordes pronunciados. Representa una

alternativa interesante el diseño de los últimos modelos de Scania, principalmente en

sus modelos 124G y R400, de nariz plana, el cual se distingue por sus pronunciados

bordes laterales y superior. Algo parecido hace Volvo con su modelo FH 12.

RENDIMIENTO ECONÓMICO

Mayormente el rendimiento de los vehículos está relacionado al consumo de

combustible recorriendo un determinado tramo.

Para optimizar el Rendimiento Económico se debe:

DISEÑAR : - Motores con mejor turbulencia, con mejor admisión

de aire y una inyección capaz de combustionar mejor el

combustible con el comburente.

- Transmisiones cada vez más eficientes.

- Superficies aerodinámicas.

- Estructuras livianas.

OPERAR : - Operar a velocidades adecuadas.

- Evitando zonas de alto congestionamiento.

- Utilizando al máximo la inercia, durante el frenado.

- Cuando la temperatura del medio ambiente no sea

demasiado alta .

MANTENER : - En perfecto estado el vehículo, teniendo importante

incidencia el afinamiento del motor y el estado del

purificador y otros filtros.- La presión de los neumáticos a nivel optimo.

USAR : - Combustibles y lubricantes de calidad. Así mismo

buscar otros tipos de combustible más ecológicos como

el gas, el agua, etc., u otras fuentes de energía como

las energías eléctrica, solar, etc.



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7. SELECCIÓN DE VEHÍCULOS

En estos últimos años se viene observando un considerable incremento del

mercado de vehículos en nuestro medio.La cantidad y variedad de unidades, exige del comprador un buen criterio

selectivo, pues, en la medida que este tenga la información y preparación del

caso, podrá adquirir el vehículo que no sólo satisfaga sus exigencias subjetivas,

sino también estará en capacidad de comprar un carro altamente redituable.

En Ingeniería Automotriz se considera un automóvil altamente

redituable a aquel que tiene un comparativo mayor Rendimiento Económico y un

menor Costo de Inversión (precio); teniendo también en consideración otrosíndices, factores y parámetros como durabilidad, capacidad de carga, existencia

de repuestos y servicios, entre otros

Debido a la diversidad de vehículos, así coma a la cantidad de parámetros

e índices que los distinguen, es necesario conocer varios métodos y que

así mismo éstos contengan el mayor bagaje de criterios selectivos.

El presente tema está destinado a comparar cualesquiera tipo, de vehículos, con

el objeto de seleccionar aquellos que más convienen al cliente.

Por su orientación y asidero práctico, determina cuantitativamente (cifras,

números) qué automóvil es mejor, considerando los aspectos tanto TECNICO,

como ECONOMICO, porque un vehículo, como cualquier máquina, es una

INVERSION.

Para lograr el objetivo trazado, se dan fórmulas reconocidas y utilizadas en el

Mercado Mundial; también se plantean otras, que deben ser materia de análisis

por los organismos competentes. Este estudio tiene la aprobación del Centro

de Investigación de la FIME-UNPRG.



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La Comparación, que será la forma metodológica, se puede efectuar en forma

manual, recurriendo a la Informática, para lo cual se puede diseñar un Programa

que simultáneamente puede comparar numerosas marcas y modelos. Para tales

efectos el comprador deberá recabar los Datos y Especificaciones Técnicas que

el vendedor brindará en una proforma firmada y sellada, después de mostrar el

Catálago.

Expuesto cada método, se ha resuelto un ejemplo, a fin que el lector pueda tener

una idea más clara y esté en capacidad de seleccionar por si mismo; caso

contrario, deberá recurrir a los Servicios Profesionales del especialista autorizado.

La adecuada aplicación de este Instructivo orientador hará de nuestro Parque

Automotriz un mercado ALTAMENTE COMPETITIVO y contribuirá a la Economía

Nacional, pues, su concepción y métodos prefieren a los vehículos de Alto

Rendimiento Económico y a la vez de mejor precio.

La comparación se puede dar:

1° Entre vehículos Otto (gasolineros)

2° Entre vehículos Diesel y Otto.

3° Entre vehículos Diesel

Dado que el futuro inmediato del Transporte Automotriz mundial es el uso del gas,

y que la adaptación más fácil es en los Motores Otto, desarrollaremos un ejemplo

de selección entre vehículos Otto.



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CUADRO COMPARATIVO DE DATOS Y ESPECIFICACIONES

Comparación entre Vehículos Otto

Cuadro N° 4



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METODOS DE COMPARACION

La comparación, tal como fue señalado antes, puede efectuarse en dos niveles:

A. Comparando motores.

B. Comparando Vehículos.

A. COMPARACION DE MOTORES

Para que un motor sea mejor que otro u otros, debe ser mas:

FUERTE.- Osea, que su Par sea mayor.

POTENTE.- Es decir, que pueda realizar más trabajo por unidad de tiempo.

ECONÓMICO- Que comparativamente su Consumo de Combustible sea

menor.

Veamos dos métodos de evaluación:

a. Calculando el Consumo Específico de Combustible de los Motores,

independientemente del vehículo.

Fórmula: 1000 Gge = ---------- (gr/CV.h) -------------------------------------------(7)

Ne

donde : G = Consumo horario (balanza milimétrica) Kg/h.

Ne = Potencia efectiva, CV.

Para determinar ge se hace la Prueba de Consumo, para lo cual se debe

contar con el equipo necesario y la Característica del Motor.

La frecuencia de rotación (n, RPM) se registra con Tacómetro.

EJEMPLO:

Después de haber realizado la Prueba de Consumo durante una hora, se

obtuvieron los siguientes datos:

MOTOR A: G =12.60 Kg (o 17.26 lit, o 4.56 G1)

MOTOR B : G = 12.47 Kg (o 17.03 lit, o 4.52 G1)



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Aplicando la fórmula:

1000 x 12.60MOTOR A : ge = ------------------- = 210 gr/CV.h

60

1000 x 12.47MOTOR B : ge = -------------------- = 215 gr/CV.h

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MEJOR : Motor A, por que en cada hora, por cada CV, consume 5 gr menos que

el Motor B.

EI comparativo mayor ge del Motor B puede ser a que éste, aparte de sus funcionesvitales o indispensables, cuando trabaja el Motor complectado al vehículo es fuente

de energía para:

aire acondicionado.

mando hidráulico de la dirección.

turboembrague.

Que también son factores disminuyentes de la Potencia del Motor.

Defectos de diseño o fabricación pueden también contribuir a ello.

b- Unificando los parámetros más representativos con el fin de obtener un resultado

numérico.

Una forma de comparar numéricamente es sumando algebraicamente Ios

parámetros, multiplicando éstos por coeficientes, por ejemplo en un rango de

cero a dos.

Los parámetros que pueden ser considerados como Ios más representativos son:

Par Motor, M (Kgf.m)

Potencia efectiva, Ne (CV)

Consumo especifico de combustible, ge (gr/CV.h)

Masa, m (Kg)

La suma algebraica de estos parámetros dará un resultado adimensional que

será asignado por puntos.



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Para ello se asignarán coeficientes de tal modo que se podrá suprimir toda y cada

una de las unidades de Ios parámetros correspondientes.

Los valores de Ios coeficientes teniendo en cuenta la magnitud de su importancia

serían:

* Coeficiente del Par, CM. = 2.0 / K.gf.m

* Coeficiente de Potencia, CNe.= 1.8 / CV

* Coeficiente del Consumo específico de

Combustible Cge = - 0.3 CV. h/gr

* Coeficiente de Masa, Cm = - 0.1 / Kg

Los valores de los coeficientes son resultado de pruebas de cálculo efectuado de

sobre diversos tipos de, Motor existentes en el Mercado Mundial.

FUNDAMENTO:

El Motor debe tener buen Par para poder adaptarse y superar la sobrecarga;

aparte que el máximo valor del Par se efectúa a menos RPM que la

correspondiente a la Potencia Máxima, lo que significará mejor

aprovechamiento del combustible (al régimen del Par máximo).

Un valor elevado de ge significa que el consumo de combustible es excesivo

respecto a la Potencia que el Motor debiera desarrollar.

La masa del Motor es un factor que también deberá tomarse en cuenta, más

aún si se compararía Motores Otto con Motores Diesel.

FORMULA :

M.Cr1 + Ne.CNe, - ge.Cge - m.Cm --------------------------------------(8)

EJEMPLO :

MOTOR A : 9.1x 2.0+60 x l.8 – 210 x 0.3 – 110 x 0.1= 52.2

MOTOR B : 8.8x2.0 + 5Bx1.8 – 215 x 0.3 – 105 x 0.1 = 47.0

MEJOR : Motor A. Su ventaja sobre el Motor B es 5.2 puntos.



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Este método aparte de determinar cuantitativamente la ventaja de un motor -ya

sea el otro de su mismo principio de funcionamiento o de principio diferente

(Diesel vs. Otto, segundo caso)- nos permitiría establecer hasta que punto el

Diesel puede dentro de la factibilidad técnica completar un vehículo liviano. Este

punto, al comparar un Diesel con Otto llegaría cuando la diferencia de los

resultados sería CERO. Si desde este punto seria factible sustituir al Otto por el

Diesel, se deberá considerar la resistencia del chasis (soportes del Motor), así

como la capacidad del sistema de amortiguación y suspensión.

La limitaciones del Diesel son su masa y volumen.

NOTA:

Si no hubiera información sobre, ge y/o m. no incluir en la fórmula, aunque no

sería la solución más correcta; en todo caso, si se aplicara esta modalidad o

variante, la ventaja del mejor sería bastante relativa.

B. COMPARACION DE VEHICULOS.

1. Cálculo de la Diferencia de los ge, relacionados al trabajo del Motor vinculado

al vehículo.-

Aunque este ge figura en Ios datos que algunas firmas incluyen en su

Catálago, es importante saber cómo éste se calcula y de qué parámetros

depende.

Este tratamiento nos permite efectuar un análisis fundamentado de Ios

fenómenos que influyen sobre Q.

FORMULA :

ge = 10 Q V ɣ (gr/CV.h)Ne

EJEMPLO :VEHICULO A : ge = 213

VEHICULO B : ge = 220

MEJOR: Vehículo A, con un ventaja de 7 gr/CV.h.

Comúnmente, el estudio y la determinación de ge se realiza bajo las

condiciones de desplazamiento uniforme, con la marcha directa, teniendo

disposición horizontal el camino, entre otras. Bajo las citadas condiciones secalcula Ne (aunque, esta es información que el fabricante debe dar):



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………………… (9)

PΨ+W : Factor que representa a los elementos, resistivos, tales como el tipo de

camino y fuerza del aire que se opone desplazamiento del vehículo, Kgf.

ηtr : Rendimiento de la transmisión.

Reemplazando en la fórmula, anterior:

Como se puede observar, éste ge será siempre mayor que el ge del Motor solo. Esto

se debe a la influencia de Q y ηtr vinculados íntimamente a la carga, resistencias y

pérdidas inevitables, como el del sistema de transmisión.

De otro lado, sobre Q y Pφ+W influyen considerablemente:

La habilidad y grado de preparación del conductor.

Las condiciones topográficas como:

- Traficabilidad.

- Estado, configuración y disposición del camino

- Grado de congestionamiento del tránsito.

Presencia de lluvia y viento. Temperatura y altura del medio ambiente.

Aerodinamismo del vehículo.



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2. Cálculo de la economía obtenida al utilizar el vehículo elegido adecuadamente.-

Para hacer este cálculo consideraremos que los vehículos han de recorrer en

promedio 100000 Km.

La información de entrada necesaria para realizar cálculo se presenta en el

siguiente cuadro:

CUADRO N° 5

CONCEPTO SÍMBOLO UNIDAD A B

Consumo de combus

tible en 100000 Km. Q10 5 Gl 2242 2242

Precio por galón PrecG1 S/. 10.0 10.0

Precio de catálogo

del vehículo Prec veh $ 18500 20000

Cilindrada cil cc 1130 1078

FORMULACION

Se calcula la economía realizada a los 100000 Km. La economía es la diferencia

de Ios Costos Totales (CT):

CT = Q10 5 x Prec Gl + Precveh ----------------------------------------------------------(10)

Si se comparan más de dos vehículos se confeccionará una lista de prioridad

donde aquellos vehículos que tengan menor CT serán Ios primeros, mientras

aquellos de mayor CT serán los últimos.

EJEMPLO:

Costos Totales:

VEHICULO A : 2242 x 10 + 59200 = 81620

VEHICULO B : 2242 x 10 + 64000 = 86420

MEJOR : Vehículo A, con una economía de S/. 4800 en 100000 Km, o su

equivalente, 2 años.



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NOTA: Las cantidades de distancia recorrida o su tiempo de uso equivalente

pueden ser menores pero siempre se debe tener en cuenta que cuanto mayor es

la distancia (o tiempo) tanto. Más clara es la diferencia comparativa.

3. Comparación de los Precios de Reventa (PR).-

EI Precio de Reventa depende de la Depreciación tanto por uso (kilómetros

recorridos) como por tiempo (años, desde su fabricación); además de la

cilindrada del Motor.

De una forma referencial y con las limitaciones ello presupone, se puede

determinar el Valor Residual mediante la Tabla de Depreciación.

La comparación de los Precios de Reventa puede tener como referencia cualquier

kilometraje o tiempo. En este caso, consideramos dos años.

FORMULACIÓN:

PR = Precveh x 0.01 VRP

VRP: Valor Residual Porcentual

EJEMPLO

FRA = 59200 x 0.01(70) = S/. 41440

PRB = 64000 x 0.01(70) = S/. 44800

MEJOR : Vehículo B, en S/. 3360



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TABLA DE DEPRECIACION

VALOR RESIDUAL PORCENTUAL

Cuadro N° 6

TVU

Años

CILINDRADA, cm3

500 a 1000 1000 a 2000 2000 a 5000 5000 a 10000 10 000 a más

01 80 75 70 80 85

02 73 70 63 74 80

03 65 63 56 67 75

04 58 57 50 62 70

05 50 50 45 57 65

06 40 43 38 52 6007 30 35 35 46 55

08 20 25 30 42 52

09 18 20 27 37 48

10 16 18 24 33 45

11 14 16 22 30 42

12 12 14 20 25 38

13 10 12 18 23 3514 9 11 16 22 33

15 8 10 15 20 32



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4. Cálculo del Costo del Transporte de cada Tonelada de Carga Útil (CTr).-

Para lograr este objetivo se fija una distancia para que respecto a ella se pueda

calcular los precios relativos de los diversos conceptos o rubros referidos a los

gastos. Como en el caso anterior, la distancia referida será 100000 Km; esta

distancia se elige arbitrariamente.

Los rubros difieren según el tipo de empresa; por ejemplo, para una empresa de

transportes o un transportista individual que no tienen taller mecánico ni garaje

propio, Ios rubros serán :

- Repuestos, accesorios y pertenencias.- Combustible, lubricantes e insumos.

- Mano de obra por Mantenimiento y Reparación.

- Estacionamiento y guardianía.

- Salarios.

- SOAT.

- Amortización, tributos, etc.

Por cuanto aquí el tema está planteado en términos de comparación respecto al

Consumo de Combustible, excluiremos Ios detalles de Ios demás conceptos.

FORMULA

1/ηec x PrecGl CTr = --------------------- + K ------------------------------------------------------(11)

Gcu

ηec = Rendimiento económico, km/Gl .K = Constante general que toma en cuenta los diversos conceptos,

exceptuando al Consumo de combustibles.

K puede ser diferente, similar o igual para todos los vehículos que se

comparan. Para aplicar esta fórmula, si consideramos que los demás gastos

podemos manejar, asignaremos igual valor a K.



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EJEMPLO:

1 x 10. 0VEHICULO A : 44.6 + K = 0.448 + K (S/. por Tn)

0.50

1 x 10. 0VEHICULO B : 44.6 + K = 0.467 + K (S/. por Tn)

0.48

MEJOR : Vehículo A.

La economía realizada por este vehículo (respecto a que si hubiera comprado el

otro carro) es S/. 0.019 por cada tonelada que transporta; lo que significa que la

economía seria S/. 1900 al transcurso de 100,000 Km, o 2 años.

5. Calculando el Consumo de combustible referido a cada Tonelada – Kilómetro. (q)

FORMULA :

qGcu

Q

.100 (lit/ Tn – Km)-----------------------------------------------------(12)

EJEMPLO:

VEHICULO A : 8.50 = 0.170

100 X 0.50

VEHICULO B : 8.50 = 0.177

100 X 0.48

MEJOR : Vehículo A, porque gasta 0.007 litros menos que el B por cada

tonelada – kilómetro .

El método 4 es más adaptable al sistema americano mientras que el método 5 se

adecua mejor al sistema europeo y asiático.



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6 - Calculando el Rendimiento Económico relacionado a la Carga. (ηec – car).-

FORMULA ηec – car = Qvac ---------------------------------------------------------. (13)Qcu

Qcu = Consumo necesario para superar las resistencias relacionadas con la

utilización de capacidad de carga.

Esta relación dará un resultado adimensional.

Es lógico suponer que Qvac será siempre menor que Qcu.

EVALUANDO :

“El vehículo de mejor Rendimiento será aquel cuyo Motor resista y sobrelleve las

cargas energéticas sin que se produzca alteraciones en su funcionamiento;también, sin que la carga signifique un desproporcional consumo de combustible”

La carga energética varia directamente proporcional a:

- La cantidad de carga a transportarse.

- La velocidad.

- La pendiente del camino, así como su consistencia.

Si no existe información sobre este parámetro, determinar experimentalmente.

Debido a la dificultad para obtener esta información, considerar este métodoopcional.

7. Unificando los parámetros más representativos que identifican el comportamiento

Técnico – Económico del vehículo a través de una SIMPLE SUMA.-

Los parámetros más representativos son:

- Capacidad, Gcu (Kg, Tn)

- Velocidad, V (Km / h)

- Rendimiento económico relacionado

al consumo de combustible, ηec (Km/G1)

Aplicando el mismo criterio que para el método b tendremos los siguientes

coeficientes :

- Coeficiente de Capacidad, KGcu = 1 /Kg

- Coeficiente de Velocidad, Kv = 0.5 h/Km

- Coeficiente de Rendimiento

Económico K ηec = 1 Gl/Km



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El Coeficiente de Velocidad tiene valor 0.5 debido a que por cuestiones

técnicas (como, el desgaste acelerado y el excesivo, consumo de combustible,

propios de velocidades altas) y principalmente por razones de seguridad, la

velocidad que el carro no debe superar al del régimen económico, ni debe

ser causa de accidentes.

También se podrá observar que se ha dado igual importancia a la Capacidad

y al Rendimiento Económico, esto queda a criterio del analista.

FORMULA : Gcu + KGcu + V Kv + ηec + Kηec. -----------------------------(14)

EJEMPLO :

VEHICULO A : 500 x 1 + 133 x 0.5 + 44.6 x 1 = 611.1

VEHICULD B : 480 x 1 + 150 x 0.5 + 44.6 x 1 = 599.6

MEJOR : Vehículo A, en 11.5 puntos.

NOTA:

La velocidad puede no ser incluida, puesto que todos los autos modernos

desarrollan más de 100 Km/h y los vehículos pesados, más de 80 Km/h,

sumando a esta consideración el estado y calidad de nuestras carreteras.

8. Calculando el tiempo de recuperación del capital. (t) .-

Este índice es vitalmente importante debido a que el Vehículo podrá rendir

utilidades netas sólo a partir del momento en que haya recuperado su inversión.

De ahí que: "Cuanto más rápido el vehículo recupera su inversión, tanto mejor es”:

FORMULA :

t = Precveh --------------------------------------------------------------(15)Ud

La Utilidad Diaria (Ud) es la diferencia entre lo que se recaba y lo que se gasta,

brindando un servicio cada día:

Ud = Ingreso – Gastos

Por ejemplo, si un sedán tiene capacidad para 5 pasajeros y realiza diez viajes

por día (cada viaje tiene dos recurridos, uno de ida y otro de vuelta), estando el

pasaje a S/.0.50 y llegando a S/.20.00 sus gastos operativos y otros, la Utilidad

Diaria será:

Ud = 50 - 20 = S/. 30.00



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COMPRA AL CONTADO:

EJEMPLO: Consideraremos que ambas carros tienen capacidad para

cinco pasajeros y que las Utilidades Diarias llegan a S/. 30.00,

cada auto.

VEHICULO A : 59200 = 1979 días30

VEHICULO B : 64000 = 2133 días30

MEJOR : Vehículo A, pues, cuando el vehículo B haya recuperado su inversión, el

auto A ya habrá generado S/. 4620 en UTILIDAD NETA, en Ios 154 días que

llevaría de ventaja.

Para resolver este caso se consideró que Ios carros parten con 5 cinco pasajerosy llegan al paradero final con el mismo número; Io cierto es que a veces parten

con menos pasajeros, pero en la ruta suben más y bajan otros, y así

reiteradamente. La consideración hecha en el ejemplo puede ser el promedio

del ingreso.

COMPRA A PLAZOS:

FORMULA:

t = Prec vehN . Ud

N - Número de letras.

EJEMPLO : Si ambas unidades tuvieran que pagarse en 36 partes o letras y se

diera un recargo del 10 % por pago a plazos (aunque esto es algo más

complejo); considerando una Utilidad Diaria de S/. 30.00

VEHICULO A : 59752 = 55 días36 X 30

VEHICULO B: 64640 = 59 días36 x 30

MEJOR: Vehículo A, porque este estará en la posibilidad de pagar su letra

cada 55 días, mientras que B cada 59 días.



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ALGUNAS RECOMENDACIONES PARA LA EVALUACIÓN

Al alimentar los Datos y Especificaciones de los vehículos al Sistema, esta Ios

procesará y dará los resultados parciales correspondientes a cada método.

La computadora puede estar también en la capacidad de dar el RESULTADO FINAL,

pero, eso debe ser minuciosamente analizado y descrito. Por ello, después de la

CONCLUSION se debe CATEGORIZAR la ventaja con la siguiente escala:

1. Abrumadora Cuando todos los métodos unívocamente indican que uno de Ios

vehículos es mejor.

2. Clara Cuando seis métodos indican aquel carro es mejor.

3. Considerable Cuando cinco métodos dan resultado favorable a uno de Ios

automóviles.

4. Ligera Cuando cuatro métodos favorecen a uno y desde luego tres

métodos favorecen al otro u otros.

5. Relativa. Cuando gana una de Ios coches pero no habiéndose utilizado

todos Ios métodos par falta de información.

NOTA :

Cuando se aplique cualquier método, si una de Ios vehículos tiene la informaciónrequerida, y el (Ios) otro (s) carro no, declarar como mejor al primero. Si. ninguna de

las unidades que se comparan no tiene información para aplicar tal o cual método, no

considerar ese método; exigir esa información al fabricante seria lo más

recomendable.



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SÍNTESIS DE LA COMPARACIÓN ENTRE VEHÍCULOS GASOLINEROS

Cuadro N° 07

N° METODO UNIDAD MEJOR

MOTORES

gr

CV. hr

MOTOR A1 Método basado en la comparación de los Consumos

Específicos de Combustible

2 Método que unifica los parámetros más

representativos. puntos MOTOR A

VEHÍCULOS

Gr

CV.hr

VEHÍCULO A1 Método basado en la comparación de los Consumos

Específicos de Combustible

2 Método basado en el cálculo de los

Costos Totales S/. VEHÍCULO A

3 Método que compara los Precios de Reventa S/. VEHÍCULO A

4 Método basado en la comparación de los Costos del

Transporte de cada tonelada de carga útil

__S/ .

Tn – Km VEHÍCULO A

5 Método basado en la comparación del Consumo de

Combustible referido a cada tonelada - Kilómetro

Litros

Tn – Km VEHÍCULO A

6 Método basado en la comparación de los

Rendimientos Económicos relacionados a la carga

energética

S/U

7 Método que unifica los parámetros más importantes

que identifican el comportamiento técnico –

económico.

Puntos VEHÍCULO A

8 Método que compara

el Tiempo de Recuperación

del Capital

8.1. Al contado

Días VEHÍCULO A 8.2. A plazos

CONCLUSIÓN: MEJOR : VEHÍCULO A

VENTAJA : CLARA



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UNIDAD B. GENERACION MOTRIZ Y TRANSMISION

1. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO, ESTRUCTURA, CLASIFICACIÓN

ARRANQUE. El sistema de arranque está conformado por el motor eléctrico (arrancador) que

posee en el extremo de su eje un engranaje (piñón Bendix) que se dispara hacia la

corona (cremallera) del volante, el cual hace girar a efectos de producir el arranque

del motor.

La frecuencia de rotación del arrancador es en promedio 200 RPM.

Existen dos tipos de accionamiento del arrancador.

Mediante un tornillo sin fin que sirve de eje al piñón Bendix, el mismo que

permite que entre el Bendix a la corona del volante, como su retorno,

cuando el Motor principal ya arrancó.

Dib. 06.- Sistema de Arranque.

1. Batería, 2. Interruptor de arranque 3. Arrancador. 4. Bendix. 5. Volante.

Mediante un Relé que activa simultáneamente el arrancador y el collarín

que está unido al Béndix. De este modo se resolvió el problema de tener un

sistema de accionamiento para el arrancador y otro para el accionamiento

del Béndix.



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4

3

2

1

DIBUJO Nº 07.- Arranque con relé1. Relé de arranque 2. Interruptor del Relé

3. Horquilla 4. Collar

LUBRICACIÓN

El sistema de lubricación tiene las siguientes funciones:1. Evitar la fricción metal con metal.

2. Ayudar al enfriamiento del motor.

Para cumplir sus funciones la estructura comprende una bomba que succiona

el aceite depositado en el carter a través de un colador. Luego la bomba

impulsa el lubricante a 2-6 kg/cm2 pasando por el filtro, hacia:

- Los cigüeñales – bielas – bulones – pistones.

- El árbol de levas.

- Los balancines – tirantes (empujadores) – bocinas de válvulas.



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Dib. 08.- El Sistema de Lubricación

1. Colador 2. Bomba 3. Árbol de levas

4. Tirante 5. Balancín 6. Tapa de balancines

7. Guía de válvula 8. Pistón 9. Bulón.

10. Anillos de lubricación 11 Biela. 12 Cigüeñal.

4



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LUBRICANTES

La función principal de los lubricantes es evitar la fricción metal con metal de

los diversos pares cinemáticos. Otras funciones del lubricante moderno son: evitar la

oxidación de la cámara de combustión, limpiar las impurezas como el hollín,

disminuir la fluidez crítica, evitar la formación de espuma, y otras que son

proporcionadas por los aditivos.

Tipos de lubricantes.

Los lubricantes para motor son clasificados por la Society Automotive Engineers

(SAE) y se clasifican en dos grupos:

Monogrados: SAE 10

SAE 20

SAE 30

SAE 40

SAE 50

SAE 60

SAE 70

Multigrados: SAE 5w/20

SAE 10w/30

SAE 15w/40

SAE 20w/50

Los multigrados tienen la propiedad de “variar” su viscosidad de acuerdo a la

temperatura en forma proporcionalmente directa.

La calidad de los multigrados se puede comprobar experimentalmente midiendo laviscosidad a diferentes temperaturas.

Los multigrados varían su viscosidad porque poseen polímeros que son moléculas

capaces de variar su tamaño cuando varía la temperatura.



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INDICES DE CALIDAD DE LOS LUBRICANTES

Viscosidad.-

Es la resistencia interna al movimiento condicionado por el rozamiento de los

diversos pares cinemáticos.

De la viscosidad dependen:

- La facilidad de arranque.

- Las pérdidas por fricción.

- El grado de compresión de la cámara.

- El consumo de combustible.

- El consumo de lubricante.

- La temperatura del motor.

Existen dos unidades de medición de la viscosidad:

a.- Viscosidad Cinemática v.-

Se mide en stocks (St) (1 St = 1 cm2/seg) o centistokcs (cSt).

b.- Viscosidad Dinámica η .-

Se mide en poises (Po) (1 Po = 1gr/cm. seg) o centipoises (cPo).

Entre las viscosidades cinemática y dinámica existe la dependencia:

v = η/ρ

ρ - densidad, gr/cm3

Coquizabilidad.-

La coquizabilidad caracteriza el grado de oxidación del aceite y la cantidad de

productos de combustión incompleta del combustible, donde el principal elemento,

respecto a este índice es el hollín.El análisis de aceite, incluyendo el pesaje constituyen el método de evaluación.

Contenido de cenizas.-

Es el contenido de partículas nocivas provenientes del desgaste de las piezas, el

polvo y otras sustancias contaminantes.

Se mide en milésimas partes por ciento.

La composición de la ceniza puede determinarse mediante el análisis químico oespectral.



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Alcal in idad.-

Se podría definir como la capacidad del lubricante de neutralizar los productos

resultantes de la oxidación del aceite y de los óxidos de azufre que se forman al

quemar los combustibles sulfurosos.

Los aditivos de sulfato, salicilato de alquilo y otros elevan la alcalinidad y se

determina según el método de titulación potenciométrica, y oscila entre 3.5mg de

KOH y 6.0 mg de KOH en 1gr de aceite.

Temperatura de inf lamación.-

Básicamente está propiedad permite detectar la presencia de fracciones volátiles

en el aceite. Cuanto menos fracciones volátiles tiene el lubricante tanto mayor será

su temperatura de inflamación, es decir, el lubricante podrá superar fácil o

normalmente las altas temperaturas de trabajo.

Las exigencias técnicas establecen que la temperatura de inflamación de los

lubricantes para verano no debe ser mayor que 205 ºC, y para invierno, no mayor

que 200 ºC.

Estabilidad Termooxidante.-

La oxidación bajo la acción de altas temperaturas y el oxígeno del aire provocan la

fusión de hidroperóxidos y peróxidos los cuales forman en combinación con los

hidrocarburos del aceite – compuestos complejos macro moleculares, tales como

resina, asfaltenos, carbonos, carboides, etc.

Los aceites que no poseen buena estabilidad termooxidante son más propensos a

formar sedimentos pegajosos sobre los pistones, cilindros y anillos.

Al hacer un desmontaje se puede observar la presencia de los sedimentos, y a

través de ello evaluar la estabilidad termooxidante del aceite.Las propiedades detergentes, dispersantes, anticorrosivas, antiespumantes

mayormente están en función de la presencia de aditivos.

La estabilidad mecánica, sobre todo a altas temperaturas depende de los aditivos

polímeros.



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ADITIVOS

Son substancias químicas que adicionadas a los aceites les confieren ciertas

propiedades nuevas o le refuerzan propiedades ya existentes.

Es importante señalar que cada productor de lubricantes tiene sus propias

formulaciones y emplea sus propios aditivos.

Dispersante – Detergentes

Son sustancias qu�

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