GUIA DE CLASES DE MAQUINARIA PESADA- final.docx

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HECHO POR: ING. MECANICA JOEL E. ANDIA O.

Potencia y Fuentes de Energía en Maquinaria PesadaIntroducción-

El término maquinaria es de origen latino y hace referencia a todo lo que permite llevar adelante una determinada tarea, según el área en la que se esté trabajando. Antiguamente, el término era empleado para mencionar a todo arte que enseñaba las distintas etapas de la fabricación de las máquinas. En la actualidad, maquinaria no solo comprende a las máquinas en sí sino también a las piezas u otros elementos que formen parte de esa ejecución mayor. Es decir, que la combinación de piezas, máquinas, accesorios, novedades técnicas, todo eso da como resultado la maquinaria propiamente dicha. No es casual, entonces, que a la maquinaria se la clasifique por el ambiente en el que se la utiliza. las máquinas que forman parte de la gran maquinaria también están constituidas por un conjunto de elementos, que en este caso se agrupan con una función determinada para que todo se ejecute a la perfección. Las máquinas presentan distintas variedades, aunque todas tienen como finalidad la de guiar una forma de energía con el propósito de que aumente la producción, el nivel de trabajo. Su función es la de transformar la energía, a partir del motor, que es la fuente de la cual dicha energía es tomada para que el trabajo en cuestión pueda seguir su camino. En cuanto a la clasificación de las máquinas integradoras de distintos tipos de maquinarias, los parámetros no son muy claros. Por un lado, se ha convenido en clasificar a las máquinas según los tipos de motores que poseen, según su mecanismo (es decir, su conjunto de elementos de índole mecánico) o según el bastidor, encargado de soportar el peso del motor y del mecanismo. También se las clasifica por su utilidad, de ahí que haya máquinas compresoras, embaladoras y taladradoras. La maquinaria taladradora, por ejemplo, a su vez comprende distintos tipos de máquinas que van desde aquellas que son más simples a aquellas máquinas que presentan características mucho más complejas. En el caso de las simples, estas son menos sofisticadas y poseen un solo eje destinado a la portación de herramientas. Además de esto, sus partes constitutivas son: la columna, el cabezal y el pie. Entre los ejemplos de estas maquinas simples nos podemos encontrar con las que se utilizan para lograr taladrados rápidos, imprescindibles en obras de construcción y reparación. Entre las ventajas, se encuentra su peso, que generalmente es muy liviano, lo cual hace de estas máquinas un elemento cómodo y de fácil transporte. Otros ejemplos de estas máquinas cuentan con el mismo número de piezas, aunque a éste se le agregan mesas o bancos donde pueden ser también montadas. Hay otra variedad de máquinas simples, dentro de las maquinarias, que son aquellas que no se limitan a tareas relativamente sencillas. Son aquellas máquinas empleadas para realizar agujeros de tamaños significativos. Por esta razón, se recomienda el modelo de máquina simple que, opuesto al caso mencionado, es mucho más pesada y menos rápida, pero muy efectiva par a cuando se quieren trabajar en superficies de mayor tamaño.

Potencia y Fuentes de Energía en Maquinaria Pesada

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PotenciaEstos conceptos los vemos con frecuencia en las tablas de especificaciones del motor de un automóvil o camión. Pero, ¿qué significan?, ¿Cómo los interpretamos? Empecemos con una analogía: Al sentirnos enfermos visitamos al médico para consultarle sobre nuestro malestar. Luego de escuchar nuestra narración, nos realiza algunas pruebas sencillas: nos toma el pulso y la presión sanguínea. Estas pruebas le permiten conocer el estado de funcionamiento del corazón. Es decir con qué rapidez y fuerza está trabajando nuestro motor. El torque y la potencia son dos indicadores del funcionamiento del motor, nos dicen qué tanta fuerza puede producir y con qué rapidez puede trabajar. El torque es la fuerza que producen los cuerpos en rotación, recordemos que el motor produce fuerza en un eje que se encuentra girando. Para medirlo, los ingenieros utilizan un banco ó freno dinamométrico que no es más que una instilación en la que el motor puede girar a toda su capacidad conectado mediante un eje a un freno o balanza que lo frena en forma gradual y mide la fuerza con que se está frenando. Mientras observa la figura superior, tome un lápiz por los extremos con la punta de los dedos de ambas manos. Con los dedos de la mano izquierda trate de hacerlo girar (motor) y con la mano derecha trate de impedir que gire. Mientras más fuerza haga para impedir que gire, mayor será el esfuerzo que debe hacer para hacerlo que girar. Se llama Torque máximo a la mayor cantidad de fuerza de giro que puede hacer el motor. Esto sucede a cierto número de revoluciones. Siguiendo el ejemplo de la gráfica en la figura inferior: Un motor con un torque máximo de 125 Nm @ 2500rpm significa que el motor es capaz de producir una fuerza de giro (Técnicamente conocido como “momento” o “par” torsional) de hasta 125 newton metro cuando está acelerado al máximo y gira a 2500 revoluciones por minuto. Recuerde que el motor esta acelerado al máximo (Técnicamente conocido como WOT ó wide open throttle) y no gira a las máximas revoluciones ya que se encuentra frenado por el freno dinamométrico. Mientras mayor sea el torque máximo de un motor, más fuerte este es. Esto es interesante al momento de comparar motores ya que sin importar el tamaño, el tipo, el sistema de encendido ó el de inyección, un motor tendrá más fuerza que otro cuando su torque máximo sea mayor. La tendencia mundial es lograr motores con el torque más alto posible en todas las revoluciones y principalmente al arrancar. Este efecto se conoce como “motor plano”¿Qué pasó con la potencia? La potencia indica la rapidez con que puede trabajar el motor. La potencia máxima es el mayor número obtenido de multiplicar el torque del motor por la velocidad de giro en que lo genera. En el caso de la figura, el motor tiene una potencia máxima de 38 kW @ 3000 rpm.Potencia = Torque x velocidad angularVeamos las unidades:En el sistema internacional el torque se expresa en Nm (Newton metro)La potencia se expresa en W (Vatios)Debido a que los motores usados en la industria automotriz, tienen muchos vatios se acostumbra usar el kW (Kilovatio) 1kW = 1000 W

Relaciones útiles:Potencia (en kW) = (Torque (Nm) . Revoluciones por minuto del motor (rpm)) / 95501kW = 1,34 hp (Horsepower ó caballo de potencia)El PS es el caballo en el sistema métrico. 1kW = 1,359 PS1Nm = 0,73756 lbf ft

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1. CONOCIMIENTO BÁSICO SOBRE MAQUINA DECONSTRUCCIÓN TIPO VEHICULAR

Maquinaria de construcción tipo vehicular quiere decir “maquinaria de construcción que se especifica en la lista anexa No. 7 del Decreto de Ejecución de la Ley sobre La Seguridad y Sanidad Laboral y que se opera autopropulsada y puede movilizarse por si misma a lugares indeterminados.

En la lista arriba-mencionada, la maquinaria de construcción tipo vehicular se clasifica como sigue:(1) Maquinaria para preparación de terreno, transporte y carga (Tractor de oruga, Pala cargadora sobre oruga, etc.)(2) Maquinaria para excavación (Retroexcavadora, etc.)(3) Maquinaria para obras de fundación (Máquina para hincado de pilotes, extractor de pilotes, etc.)(4) Maquinaria para compactación (Rodillos compactadores)(5) Maquinaria para vaciado de concreto (Bomba para hormigón)(6) Maquinaria para demolición (Demoledora)

El presente texto demuestra la clasificación arriba-mencionada (1) Maquinaria para preparación de terreno, transporte y carga y (2) Maquinaria para excavación.

1.1 Tipos y usos de la maquinaria de construcción tipo vehicularExisten diversos tipos y modelos de maquinaria de construcción tipo vehicular (para preparación de terreno, transporte e excavación) y sus usos se extienden a una variedad amplia.Se clasifica a continuación la maquinaria de construcción tipo vehicular en el cuadro 1-1 de maquinaria de construcción sobre la base de la lista anexa No. 7 del Decreto de Ejecución de la Ley sobre la Seguridad y Sanidad Laboral.

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La maquinaria de construcción tipo tractor se divide en dos clases: “sobre oruga”; y “sobre ruedas”.Básicamente el dispositivo de operación no tiene estructura giratoria.La maquinaria de construcción tipo pala consiste en una estructura inferior (unidad de trasladación), estructura superior y el equipo de trabajo (aditamento).El equipo de trabajo puede cambiarse de acuerdo con la especificación requerida y puede girar 360 grados horizontalmente sobre la estructura inferior.

1.1.1 Maquinaria para preparación de terreno, transporte y carga

[ 1 ] Buldózer

Buldózer tiene una cuchilla instalada a su propio cuerpo como el dispositivo de operación y se usa para preparación de terreno y movimiento de tierra etc.Es la representativa de la maquinaria de construcción tipo tractor. (Véase a la fotografía 1-1)

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Fotografía 1-1 Ejemplo del Buldozer

Buldózer tiene numerosos accesorios inclusive el dispositivo (desgarrador) para romper terreno rocoso.

[ 2 ] Pala cargadora sobre orugas

Esta consiste un cucharon instalado en un cargador sobre un tractor de orugas o uno de ruedas, el cual pueda realizar operaciones para carga, transporte, conte de superficie de tierra etc.Es la representativa de la maquinaria de construcción para carga. (Véase a la fotografía 1-2)

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Fotografía 1-2 Ejemplo de la pala cargadora sobre oruga

[ 3 ] Traílla

Hay dos tipos de traíllas: una traílla de tipo “remolcado” que se opera remolcada por tractor y otra de motor autopropulsado que tiene función de tractor y traílla.La traílla puede realizar operación sucesiva de excavación, transporte y nivelación de gran cantidad de tierra y arena.La traílla produce efecto eficiente en obra de preparación de terreno de gran escala y obra civil como construcción de presas etc. (Véase a la fotografía 1 - 3)

Fotografía 1-3 Ejemplo de traílla

[ 4 ] Traílla de remolque por tractor

Traílla de remolque por tractor tiene un mecanismo de traílla unida al propio tractor de tipo “oruga”.Se usa para el mismo objeto de traílla. (Véase a la fotografía 1 - 4)

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Se usa especialmente para operación en el suelo débil donde traílla no puede entrar.

Fotografía 1-4 Ejemplo de traíllas de remolque por tractor

[ 5 ] Motoniveladora

Motoniveladora se usa para operaciones diversas como formación de tierra, preparación de terreno, escardadura, barrido de nieve etc. (Véase a la fotografía 1- 5)Es apta para trabajo de acabado de la superficie de caminos.Para realizar barrido de nieve, se instala una barredora de nieve a motoniveladora.

Fotografía 1-5 Ejemplo de motoniveladora

1.1.2 Maquinaria para excavación

[ 1 ] Excavadora

La excavadora tiene cucharón instalado a su propio cuerpo hacia arriba como el dispositivo de operación y se usa principalmente para excavación sobre la superficie de tierra.(Véase a la fotografía 1 - 7)

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Fotografía 1-7 Ejemplo de excavadora

[ 2 ] RetroexcavadoraLa retroexcavadora, al contrario de la excavadora, la maquinaria tiene la pala que es su dispositivo de operación, instalada invertida hacia abajo. Principalmente se utiliza para la excavación bajo la superficie de la tierra y es la representativa (de mayor uso) de la maquinaria de construcción tipo de excavadora

(véase la fotografía 1-8).

1.2 Término técnico que se usa en maquinaria de construcción tipo vehicular

[ 1 ] Dispositivo de operación

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Dispositivo de operación es el dispositivo para poder realizar el trabajo como ser nivelación, transporte, carga y excavación, y se refiere a la hoja topadora, cucharón, desgarrador , etc. Y aguilón, brazo y soportes.

[ 2 ] Peso propio de la maquinaria

El peso propio de la maquinaria se refiere al peso seco (sin contener combustible, aceite y agua) de la maquinaria de construcción tipo vehicular, excluyendo el dispositivo de operación, es decir el peso propio de la maquinaria en sí.

[ 3 ] Peso neto de la maquinaria

El peso neto de la maquinaria se refiere al peso del estado en que la maquinaria de construcción tiene instalado todos los dispositivos de operación necesarios, es el peso neto (conteniendo combustible, aceite y agua) sin carga (estado en que no contiene carga).

[ 4 ] Peso bruto de la maquinaria

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El peso bruto, se refiere al peso de la maquinaria (3), a la máxima capacidad de peso de carga y mas el numero de personas requeridas para su operación por 55 Kg.

Fuentes de energía Rudolf Diesel desarrolló la idea del motor diesel y obtuvo la patente alemana en 1892. Su logro era crear un motor con alta eficiencia. Los motores a gasolina fueron inventados en 1876 y, específicamente en esa época, no eran muy eficientes.

Las diferencias principales entre el motor a gasolina y el Diesel son:· Un motor a gasolina aspira una mezcla de gas y aire, los comprime y enciende la mezcla con una chispa. Un motor diesel sólo aspira aire, lo comprime y entonces le inyecta combustible al aire comprimido. EL calor del aire comprimido enciende el combustible espontáneamente.

· Un motor diesel utiliza mucha más compresión que un motor a gasolina. Un motor a gasolina comprime a un porcentaje de 8:1 a 12:1, mientras un motor diesel comprime a un porcentaje de 14:1 hasta 25:1. La alta compresión se traduce en mejor eficiencia.

· Los motores diesel utilizan inyección de combustible directa, en la cual el combustible diesel es inyectado directamente al cilindro. Los motores a gasolina generalmente utilizan carburación en la que el aire y el combustible son mezclados un tiempo antes de que entre al cilindro, o inyección de combustible de puerto en la que el combustible es inyectado a la válvula de aspiración (fuera del cilindro).

Observe que el motor diesel no tiene bujía, toma el aire y lo comprime, después inyecta el combustible directamente en la cámara de combustión (inyección directa). Es el calor del aire comprimido lo que enciende el combustible en un motor diesel.En esta animación simplificada, el aparato verde pegado al lado izquierdo del cilindro es un inyector de combustible. De cualquier forma, el inyector en un motor diesel es el componente más complejo y ha sido objeto de gran experimentación en cualquier motor particular debe ser colocado en variedad de lugares. El inyector debe ser capaz de resistir la temperatura y la presión dentro del cilindro y colocar el combustible en un fino spray. Mantener el rocío circulando en el cilindro mucho tiempo, es también un problema, así que muchos motores diesel de alta eficiencia utilizan válvulas de inducción especiales, cámaras de precombustión u otros dispositivos para mezclar el aire en la cámara de combustión y para que por otra parte mejore el proceso de encendido y combustión.Una gran diferencia entre un motor diesel y un motor a gasolina está en el proceso de inyección. La mayoría de los motores de barcos utilizan inyección de puerto o un carburador

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en lugar de inyección directa. en el motor de un barco, por consiguiente, todo el combustible es guardado en el cilindro durante el choque de aspiración, y se quema todo instantáneamente cuando la bujía dispara. Un motor diesel siempre inyecta su combustible directamente al cilindro, y es inyectado mediante una parte del choque de poder. Esta técnica mejora la eficiencia del motor diesel.La mayoría de motores diesel nos ofrecen un testigo de luz de algún tipo que no se muestra en la figura. Cuando el motor diesel está frío, el proceso de compresión no debe elevar el aire a una temperatura suficientemente alta para encender el combustible. El tapón de luz es un alambre calentado eléctricamente (recuerde los cables calientes que hay en una tostadora) que ayuda a encender el combustible cuando el motor está frío.Combustible Diesel Si usted ha comparado el combustible diesel y la gasolina, sabrá que son diferentes. Huelen diferente. El combustible diesel es más pesado y aceitoso. El combustible diesel se evapora mucho más lento que la gasolina , su punto de ebullición es más alto que el del agua. Usted oirá a menudo que al combustible diesel lo llaman gasoil por lo aceitoso.El combustible diesel se evapora más lento porque es más pesado. Contiene más átomos de carbón en cadenas más largas que la gasolina (la gasolina típica es C9H20 mientras el diesel es típicamente C14H30). Toma menos tiempo refinar para crear el combustible diesel, ya que es generalmente más barato que la gasolina.El combustible diesel tiene una densidad de energía más alta que la gasolina. En promedio, un galón de combustible diesel(3'875 L.) contiene aproximadamente 147x106joules, mientras que un galón de gasolina contiene 125x106joules. Esto, combinado con la eficiencia mejorada de los motores diesel, explica porqué los motores diesel poseen mejor kilometraje que el equivalente en gasolina.

ConclusionesPara concluir, es bueno recordar que: * El torque y la potencia son indicadores de lo que el motor puede hacer * Los valores de torque y potencia que publican los fabricantes cumplen normas internacionales las cuales pueden variar según el origen del motor, y lo que leemos en las especificaciones se trata de los valores máximos. * Se dice caballo de potencia y no “caballo de fuerza” * El torque es la fuerza del motor ya que la entrega en forma de giro * La potencia se obtiene a partir del torque y las revoluciones * Un motor tiene torque máximo y potencia máxima y en los motores de combustión interna estos no se presentan a las mismas revoluciones.

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2 MOTORES DE MAQUINARIA DE CONSTRUCCIÓN, TIPO VEHICULAR

Los términos teóricos más importantes a la hora de estudiar un motor son:

Punto muerto superior (PMS): es cuando el pistón en su movimiento alternativo alcanza la punto máximo de altura antes de empezar a bajar.

Punto muerto inferior (PMI): es cuando el pistón en su movimiento alternativo alcanza el punto máximo inferior antes de empezar a subir.

Diámetro o calibre (D): Diámetro interior del cilindro (en mm.) Carrera (C): Distancia entre el PMS y el PMI (en mm). Cilindrada unitaria (V): es el volumen que desplaza el pistón en su movimiento entre el PMI y

PMS. Comúnmente, es expresado en c.c. (centímetros cúbicos) o en litros. Volumen de la cámara de combustión (v): Volumen comprendido entre la cabeza del pistón

en la posición PMS y la culata. Comúnmente, es expresado en c.c. (centímetros cúbicos).

Relación de compresión (Rc): es la relación que existe entre la suma de volúmenes (V + v) y el volumen de la cámara de combustión. Este dato se expresa como el siguiente ejemplo: 10,5/1. La relación de compresión (Rc) es un dato que nos lo da el fabricante, no así el volumen de la cámara de combustión (v) que lo podemos calcular por medio de la formula de la (Rc).

En función de la medida de la carrera y diámetro diremos que un motor es:

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D>C = Motor supercuadrado. D=C = Motor cuadrado. D<C = Motor alargado.

Actualmente se tiende a la fabricación de motores con mayor diámetro que carrera, con objeto de que al disminuir la carrera se reduzca la velocidad lineal del pistón y con ello el desgaste de los cilindros.

Las ventajas de los motores cuadrados y supercuadrados son:

Cuanto mayor es el diámetro (D), permite colocar mayores válvulas en la culata, que mejoran el llenado del cilindro de gas fresco y la evacuación de los gases quemados.

Las bielas pueden ser mas cortas, con lo que aumenta su rigidez. Se disminuye el rozamiento entre pistón y cilindro por ser la carrera mas corta, y, por tanto, las

perdidas de potencia debidas a este rozamiento. Cigüeñal con los codos menos salientes, o sea, mas rígido y de menor peso.

Los inconvenientes son:

Se provoca un menor grado de vació en el carburador, con lo que la mezcla se pulveriza peor, y, por tanto, se desarrolla menor potencia a bajo régimen.

Los pistones han de ser mayores y por ello mas pesados. Menor capacidad de aceleración y reprise.

Potencia del motor La energía química del combustible se transforma en energía mecánica al empujar los pistones dentro del motor

Entre los entendidos de la materia, siempre ha habido cierta confusion aun teniendo los conocimientos caballos de fuerza, horsepower, Hp o caballos de vapor CV. Ambos términos son lo mismo y tienen una historia bastante peculiar, el término Caballo de Fuerza fue inventado por el ingeniero James Watt.

Vivió entre 1736 y 1819, y es famoso por la investigación y mejoras a los motores de vapor.

La historia refiere que Watt trabajaba con caballos pony, que se empleaban para subir carbón de las minas. Según parece, quería una forma para definir la cantidad de fuerza disponible en uno de estos animales. Encontró que, en promedio, un pony podía realizar 22.000 libras de trabajo en un minuto. Entonces incrementó el número en 50% y nacio la medida de caballo de fuerza en 33.000 libras/pie de trabajo por minuto.

Es una medida arbitraria que se ha mantenido viva a través de los siglos .

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El término caballo de fuerza se ha reemplazado por el término Watt, unidad del Sistema Internacional (SI

Para medir la cantidad de caballos de fuerza desarrollados por un carro, se instala un dinamómetro en el motor. En el dispositivo se coloca una carga y se mide la fuerza que emplea el motor para moverla. En verdad, el dinamómetro mide la cantidad de torque producido (en libras/pie), que luego se convierte a caballos de fuerza multiplicando por rpm/5.252.En la ficha técnica ,por lo general, hay un dato que dice: potencia máxima del motor. Esto representa el límite máximo de caballos de fuerza que puede producir el carro, expresado en, digamos, 100 caballos de fuerza a 5.600 revoluciones por minuto 100CV – 5.600 rpm

. Como le sucedería al caballo,si se le exige por encima de su límite, se cansara mas rapido. Si usted supera las 5.600 rpm, no producirá más fuerza, sino que le hará daño al motor del ejemplo. Acompañado de la potencia, también se debe leer la cantidad de torque, expresado en libras/pie a las mismas revoluciones.

1 caballo de fuerza equivale a 746 Watts (0,746KW).

Si usted coloca un animal de un caballo de fuerza sobre una trotadora, conectada a un generador eléctrico, obtendrá 746 vatios de forma continua.

Para convertir vatios a caballos de fuerza, se debe multiplicar por 0.00134.

Para convertir de kilovatios a caballos de fuerza, multiplicar por 1.34

CILINDRADA DE UN MOTOR

Cilindrada, denominación que se da a la suma del volumen útil de todos los cilindros de un motor alternativo. Es muy usual que se mida en centímetros cúbicos (cc). Se calcula en forma siguiente:

d = diametro del cilindroh = carrera del pistón

En otras palabras, cilindrada es el volumen geométrico ocupado por el conjunto de pistones desde el

http://www.mpatv.com/wp-content/uploads/2009/08/caballo-de-vapor11.png

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punto muerto inferior (PMI) hasta el más alto (PMS), también llamado punto muerto superior. La cilindrada da una buena medida de la capacidad de trabajo que puede tener un motor.

2.1 MotorEl motor tiene el trabajo de cambiar diversas energías a energías mecánicas, como motoresrepresentativos de las maquinarias tenemos las maquinas de combustión interna y motor eléctricocomo motor diesel y motor a gasolina.Como motor para la maquinaria de construcción tipo vehicular, principalmente se utiliza motor diesel,además, para las pequeñas o especiales hay las que usan el motor a gasolina. Por otro lado, haymaquinaria de construcción que en vez de maquina de combustión interna, usa el motor eléctrico. En el presente documento, en adelante “maquinaria de construcción” se refiere a “maquinaria deconstrucción tipo vehicular”.La causa por la que para la maquinaria de construcción se usa mayormente el motor diesel, es debidoa que es más económico a comparación del motor a gasolina, tiene menos daños y la torsión delmotor es mayor, La comparación entre el motor de diesel y el motor de gasolina se muestra en lasiguiente tabla.

Motor diesel Motor gasolineroInventor

Tipo de combustibleForma de encendido

Dimensiones del motorRelación de compresión

Velocidad de giroSistema de

alimentación de combustible

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Temperaturas que pueden alcanzar

IDENTIFICACIÓN DE LA MAQUINA COMPONENENTES MAYORES

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SISTEMA HIDRÁULICO.

Sistema de tracción

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SISTEMA NEUMÁTICO.

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Los principales componentes del motor se verán ahora en detalle.

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Fig. 1.2.2 Bloque de motor

CamisasDEFINICION

CAMISA SECA CAMISA HUMEDA

Material de las culatasEl material para la fabricación de las culatas es:

Aleación de aluminio: la culata se construye de aleación de aluminio, silicio y magnesio. Sus principales cualidades son una buena resistencia, peso reducido y gran transferencia de calor, lo que permite alcanzar rápidamente la temperatura de funcionamiento y facilita la refrigeración.Estas culatas son mas caras de fabricar y son mas frágiles porque sufren mayores deformaciones. Pero tienen la ventaja de su menor peso y su mayor capacidad de refrigeración del motor. Estas características hacen que las culatas de este tipo sean la mas

DEFINICION

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utilizadas actualmente. Se pueden montar tanto en motores con bloque de fundición como de aleación de aluminio.

Hierro fundido: la culata se construye con una aleación de hierro, cromo y níquel, que la hacen mas resistente y menos propensa a las deformaciones. Estas culatas admiten un mayor par de apriete y es mas resistente a las deformaciones y tiene la desventaja de su mayor peso y su menor capacidad de refrigeración del motor.

Cámaras de combustión para motores DieselEn el funcionamiento de los motores Diesel, la combustión se realiza comprimiendo solamente el aire de admisión e inyectando a continuación el combustible, el cual, al contacto con el aire caliente, se inflama y produce la combustión. Esta inflamación no es instantánea sino que se produce cuando la temperatura del mismo se comunica al liquido. Es decir, que si el aire esta en reposo, las primeras gotas de combustible enfrían el aire circundante, lo cual retrasa la combustión.Por otra parte, la combustión en estos motores no se realiza en un frente único, como ocurre en los motores Otto, sino en diferentes puntos a la vez y se transmite a toda la mezcla. Si todos estos puntos de aire, en el interior de la cámara, no están a la misma temperatura se produce un efecto de picado, al no inflamarse la mezcla homogéneamente.Para tener una combustión optima en los motores Diesel es necesario tener una relación de compresión alta y conseguir que el aire de admisión adquiera una turbulencia para que el calor se transmita por igual en todos los puntos de la cámara.

La turbulencia del aire dentro del cilindro se consigue dando a la cámara de combustión la forma mas adecuada. Según la disposición adoptada, existen los siguientes tipos de cámaras:

Cámaras de inyección directaEn este sistema el combustible es inyectado directamente en la cámara de combustión a través de varios orificios del inyector. Al chocar el combustible contra la cabeza del émbolo, que es la zona mas caliente, se consigue una mejor mezcla y varios puntos simultáneos de ignición.La cámara de combustión esta constituida en la cabeza del émbolo y la turbulencia se consigue dando a esta cámara una forma toroidal. Durante la admisión entra el aire con una inclinación adecuada e incide lateralmente en la cámara y, siguiendo la forma de la misma, crea un torbellino en el centro que sube hasta chocar contra la culata y se une al que sigue entrando para formar el torbellino tórico. El

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torbellino, durante la compresión, aumenta de velocidad, consiguiendo así mantener el aire en movimiento y su temperatura homogénea en toda la cámara.Este sistema, al tener menor superficie de cámara de contacto con el circuito de refrigeración, proporciona una mayor temperatura interna, lo cual facilita el arranque en frío y supone un menor consumo de combustible. El rendimiento del motor es más elevado ya que se produce una combustión completa.

Cámaras de inyección indirectaEste tipo de motores utilizan una cámara de combustión principal y otra auxiliar. La inyección de combustible se realiza en la precamara o cámara auxiliar que esta unida a la principal por un estrechamiento, cuya función es provocar una gran turbulencia del aire y el combustible inyectado. La cámara auxiliar se fabrica de acero especial y va montada de manera postiza sobre la culata. La relación de compresión es mas alta que en los motores de inyección directa del orden de 18 - 22/1. El uso de cámara auxiliar suaviza el funcionamiento del motor Diesel y como desventaja tiene que aumenta el consumo de combustible. El arranque en frío del motor es mas difícil,s por lo que se utilizan sistemas de precalentamiento de la cámara auxiliar.

Cámara de precombustiónLa cámara de combustión esta dividida en dos partes; una en la propia cámara del cilindro y la otra en una antecamara o cámara auxiliar. Ambas cámaras se comunican entre si a través de unos finos orificios, llamado difusores.Durante la compresión casi todo el aire pasa de la cámara principal a la antecámara a través

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de los difusores y adquiere gran velocidad debido a la estrechez de los orificios. Una vez que se inyecta el combustible se produce la combustión en contacto con el aire caliente, de modo que se crea una sobrepresión que expulsa los gases inflamados a través de los orificios calibrados a gran velocidad. Esto provoca una turbulencia en la cámara principal que hace posible una combustión progresiva.

Cámara de turbulenciaEsta configuración se compone de una cámara auxiliar de forma casi esférica anexa a la cámara de combustión principal, que tiene casi el 50% del volumen de la compresión total. La cámara auxiliar está conectada con la principal por una canal que desemboca tangencialmente orientado hacia el centro del pistón. En la cámara auxiliar están ubicadas también el inyector y la bujía de incandescencia. En la cámara de turbulencia se produce en el tiempo de compresión una fuerte turbulencia, en la cual el combustible es inyectado sobre el aire caliente que provoca la combustión total en el interior de la cámara auxiliar. La violencia de la expansión de los gases en la combustión es frenada por el canal tangencial, con lo que se consigue una expansión suave y progresiva.Los motores con cámara de turbulencia son los mas utilizados en los motores Diesel para automóviles. Esto fue así hasta la aparición de los motores de inyección directa que son los mas utilizados actualmente.

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Colectores de admisión y escape Estos elementos van situados lateralmente en la culata y, como su nombre indica, son los conductos por los cuales entran las gases frescos al interior del cilindro y salen al exterior los gases quemados.

Colector de admisiónEl colector de admisión suele fabricarse de aluminio, ya que al no estar expuesto a las elevadas temperaturas del motor no sufre apenas dilataciones, reduciendo así el peso del mismo.La principal características de este colector, es su perfecto diseño en cuanto a distribución y diámetro interior, a fin de que la mezcla o aire de admisión llegue sin perdidas de carga a cada uno de los cilindros. Para que esto se cumple la longitud de los tubos debe ser lo mas corto posible y equidistante del carburador o en sistemas de inyección monopunto, con una superficie interior perfectamente lisa, para evitar retenciones de la mezcla durante la admisión.

Colector de escapeSe fabrican de hierro fundido con estructuras perlítica, ya que tiene que soportar altas temperaturas y presiones durante la salida de los gases. Como en el caso del colector de admisión, debe estar diseñado para evitar toda contrapresión en el interior del cilindro y facilitar la salida rápida de los gases.Existen varios modelos que se adaptan a cada tipo de motor. Se emplea el sistema de tubos múltiples en los motores de altas prestaciones.

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Elementos móviles del motorEl grupo de elementos motrices es el encargado de transformar la energía térmica, desarrollada en el interior del cilindro, en energía mecánica, a través de un sistema biela-manivela que transforma el movimiento alternativo del émbolo en movimiento de rotación del cigüeñal.El conjunto esta formado por una serie de elementos sometidos, durante su funcionamiento, a grandes esfuerzos y altas temperaturas. Por ello están dotados de características especiales, en función de tipo de motor y de la potencia a desarrollar.

Embolo o pistónEn la carrera de explosión, el pistón recibe un fuerte impulso por su parte superior, que lo lanza del PMS hacia el PMI. Este impulso se transmite al cigüeñal por medio de la biela. La fuerza que actúa sobre la cabeza del pistón en el momento de la explosión depende del tipo del vehículo de que se trate, pero puede suponerse de 1500 kg. Este impulso lanza al pistón hacia abajo con una velocidad lineal aproximada de 12 m/s en un motor que gire a 5.000 rpm. Las temperaturas medias que alcanza el pistón durante el funcionamiento oscilan entre los 300 a 400ºC.El pistón, por tanto, deberá ser resistente para soportar las presiones y elevadas temperaturas que se desarrollan en el momento de la explosión y tener un peso reducido para atenuar los efectos de inercia debidos a la gran velocidad con que se mueve.

Una de las características importantes del pistón es la precisión de algunas de sus medidas debido a la extremada exactitud de su acoplamiento con el cilindro para mantener la estanqueidad. También hay que considerar la influencia de la dilatación de los materiales empleados. Si el émbolo se ajusta en frío, al producirse la dilatación, se agarrota. Si por el contrario se ajusta en caliente, con el motor

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frío se produce un cabeceo en el émbolo que golpea las paredes del cilindro. Debido a esto se requiere el empleo de materiales con un reducido coeficiente de dilatación térmica, muy difícil de conseguir con las aleaciones ligeras.

Estructura del emboloUn embolo es semejante a un vaso invertido, completamente hueco para reducir al máximo su peso. Esta formado por una cabeza () destinada a recibir los esfuerzos de empuje, en el cual se mecanizan las ranuras () que contienen los aros o segmentos encargados de hacer el cierre hermético con el cilindro. La parte inferior llamada falda (), sirve de guía al embolo en su desplazamiento por el cilindro. En ella se sitúa el alojamiento () destinado al ajuste del bulón de amarre con la biela, a través del cual se transmiten los esfuerzos de empuje.

La cabeza del émbolo puede ser plana, o adoptar formas especiales, destinadas a provocar la turbulencia del gas, como ocurre en los motores Diesel, o con protuberancias en forma de deflector para conducir los gases, en los motores de inyección directa y también en los de 2 tiempos. También los pistones pueden tener rebajes para no interferir con las válvulas

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Características de los émbolosTeniendo en cuenta las condiciones de funcionamiento a que están sometidos, los émbolos deben reunir las siguientes características:

Disponer de una estructura robusta, sobre todo en las zonas de mayor esfuerzo, como son la cabeza y el alojamiento del bulón.

Tener el menor peso posible y estar perfectamente equilibrados en todos los cilindros. Máxima resistencia al desgaste y a los agentes corrosivos. Mínimo coeficiente de dilatación. Gran conductibilidad térmica.

El material empleado para la fabricación de émbolos destinados a motores es a base de aleaciones ligeras, a base de aluminio-silicio con ligeros contenidos de Cu, Ni y Mg, fundidas en coquilla. Una vez mecanizados se someten a un tratamiento térmico escalonado con la finalidad de elevar la dureza y resistencia al desgaste. Para motores de alta potencia y Diesel sobrealimentados, los pistones se fabrican mediante forja y estampación, con altos contenidos de silicio, hasta un 25%.

SegmentosLos segmentos son unos anillos elásticos situados sobre las ranuras practicadas en la cabeza del pistón. Tienen como misión:

Hacer estanco el recinto volumétrico durante el desplazamiento del émbolo. Asegurar la lubricación del cilindro.

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Transmitir el calor absorbido por el émbolo, a la pared del cilindro para su evacuación.

Tipos de segmentos según el trabajo que realizan Existen dos tipos de segmentos:

Segmentos de compresión. Segmentos de engrase

Segmentos de compresiónLos segmentos de compresión están destinados a realizar el cierre hermético del cilindro y van colocados en número de 2 ó 3 en la parte superior del émbolo. Su posición el el pistón hace que estos segmentos sean los mas afectados por la temperatura y las elevadas presiones que se originan durante el ciclo. El primero de ellos es el que recibe directamente los efectos de la explosión, por lo que también se le conoce como "segmento de fuego".Su forma rectangular les permite adaptarse perfectamente a la pared del cilindro y facilita la transmisión del calor y su montaje flotante sobre la ranura del émbolo para compensar las dilataciones que en ellos se producen. Los segmentos deben poder moverse en sus alojamientos libremente con una holgura axial calculada. Tambien deben contar con una abertura entre puntas es necesaria para asegurar en todo momento una presión radial del segmento sobre las paredes del cilindro a pesar de las dilataciones y del desgaste.

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Segmento de engraseLos segmentos de engrase también llamado segmento "rascador", van situados por debajo de los de compresión, tienen la misión de barrer, durante el descenso del émbolo, el exceso de aceite depositado sobre la pared del cilindro, permitiendo, dentro de unos limites, su paso a la parte alta del mismo. El aceite que no es arrastrado por el segmento de engrase es recogido por los segmentos de compresión, y una mínima cantidad pasa a lubricar la zona alta del cilindro.Los segmentos de engrase suelen ir provistos de un muelle expansor que asegura el contacto continuo con el cilindro.

Características de los segmentosLos segmentos durante el funcionamiento del motor están sometidos a fuertes desgastes por rozamiento y a elevadas temperaturas, por tanto, deben reunir unas características especiales en cuanto a forma, dimensiones y calidad de material, que les permita cumplir la misión encomendada.El material empleado para la fabricación de segmentos debe tener una dureza suficiente para evitar un desgaste prematuro, pero no excesiva, para no ocasionar desgastes en el cilindro. Por otra parte han de poseer una estructura lo suficientemente elástica, para mantener la presión necesaria sobre la

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pared del cilindro y asegurar así la estanqueidad.En la fabricación de segmentos se utiliza la fundición de hierro aleada con ligeras proporciones de Si, Ni, y Mn, con una estructura perlítica de grado fino obtenida por colada centrífuga. Para mejorar el comportamiento del segmento en la fricción, se le somete a un tratamiento de fosfatación. Con este tratamiento se consigue formar una capa porosa que se impregna de aceite, lo que ayuda a mejorar las condiciones de rozamiento, con una elevada reducción del desgaste.A los segmentos de fuego en particular se les da un tratamiento de cromado para que puedan soportar las condiciones extremas a las que trabajan.

Biela La biela se encarga de unir el pistón con el cigüeñal. La función de la biela es transmitir la fuerza recibida por el pistón en la combustión hasta el cigüeñal. Se trata de una pieza de suma importancia, tanto para la transmisión de potencia, como para la transformación del movimiento. Durante su funcionamiento está sometida a esfuerzos de tracción, compresión y flexión por pandeo. Debe tener una longitud que guarde relación directa con el radio de giro de la muñequilla del cigüeñal y la magnitud de los esfuerzos a transmitir. Tiene que ser lo suficientemente robusta para que soporte las solicitaciones mecánicas que se originan.

Material empleado en su fabricaciónEl material empleado en su fabricación es el acero al carbono aleado con Ni y Cr, con un tratamiento adecuado para obtener las elevadas características mecánicas que se precisan. Se fabrica por estampación en caliente y se mecanizan las zonas de amarre al émbolo y al cigüeñal, así como los elementos de unión y los pasos de aceite. Las condiciones exigidas en la fabricación de las bielas para su correcto funcionamiento destacan:

Igualdad de peso para cada grupo de bielas de un mismo motor. Paralelismo entre ejes de simetría. Precisión en la longitud o distancia entre centros.

Partes y características constructivas de una bielaLas características constructivas de la biela, en cuanto a forma y dimensiones, están en función del trabajo a desarrollar.En una biela hay que distinguir las siguientes parte:

Pie de biela. Cabeza de biela. Perno de unión. Cuerpo de la biela.

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Bulón La unión de la biela con el émbolo se realiza a través de un pasador o bulón, el cual permite la articulación de la biela y soporta los esfuerzos a que está sometido aquel. Debe tener una estructura robusta y a la vez ligera para eliminar peso.Estos bulones se fabrican generalmente huecos, en acero de cementación. El diámetro exterior del émbolo es aproximadamente el 40% del diámetro del émbolo o pistón.

Montaje según la forma de unión Según la forma de unión de la biela con el émbolo se distinguen cuatro tipos de montaje:

Bulón fijo al émbolo. Bulón fijo a la biela. Bulón flotante Bulón desplazado

Bulón fijo al émboloEn esta forma de montaje el bulón queda unido al émbolo a través de un tornillo pasador o chaveta, mediante los cuales se asegura la inmobilización del bulón. La unión bulón-biela se realiza por medio de un cojinete de antifricción.

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Bulón fijo a bielaEn este tipo de montaje, la biela se fija al bulón a través de un tornillo de cierre. En este caso, el bulón gira sobre su alojamiento en el émbolo.

Bulón flotanteEn este sistema el bulón (3) queda libre tanto de la biela (2) como del émbolo (1). Es el sistema mas empleado en la actualidad pues, además de un fácil montaje, tiene la ventaja de repartir las cargas de rozamientos entre ambos elementos.La unión con la biela se realiza a través de un cojinete antifricción (4). El bulón se monta en el émbolo, en frío, con una ligera presión, de forma que al dilatarse queda libre. Para mantener el bulón en su posición de montaje y evitar que pueda desplazarse lateralmente, en unas ranuras (5) practicadas sobre el alojamiento del émbolo se monta unos anillos elásticos (6) cuyas medidas están normalizadas.

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CigüeñalEl cigüeñal es la pieza que recoge el esfuerzo de la explosión y lo convierte en par motor a determinadas revoluciones. Es el encargado de transformar el movimiento alternativo de los pistones en un movimiento rotativo. El cigüeñal también transmite el giro y fuerza motriz a los demás órganos de transmisión acoplados al mismo.

Volante de inerciaEl volante de inercia es una pieza circular pesada unida al cigüeñal, cuya misión es regularizar el giro del motor mediante la fuerza de inercia que proporciona su gran masa. Su trabajo consiste en almacenar la energía cinética durante la carrera motriz y cederla a los demás tiempos pasivos del ciclo de funcionamiento.El diseño del volante debe ser calculado, sobre todo su peso, teniendo en cuenta las características del motor. Un peso excesivo del volante se opone a una buena aceleración del motor.

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El volante se fabrica en fundición gris perlitica, que se obtiene por colada en moldes y después se mecaniza en todas sus partes para equilibrar su masa. En su periferia se monta la corona de arranque en caliente y, una vez fría, queda ajustada perfectamente a presión en el volante.El volante debe ser equilibrado independientemente y después montado con el cigüeñal para obtener en conjunto la compensación de masas.

Amortiguador de vibracionesEl amortiguador de vibraciones también llamado "damper", tiene como misión atenuar las vibraciones que se producen en la polea del cigüeñal, por causa de los esfuerzos de torsión y flexión a que está sometido, para que no se transmitan a la correa o cadena de la distribución. Estas torsiones y flexiones, se producen debido a la fuerza de las explosiones y por las inercias que tiene que soportar

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el cigüeñal, por el movimiento que recibe de los pistones a través de las bielas, ya que este movimiento varía con las revoluciones y la carga del motor.

Si la frecuencia de vibración torsional coincide con la frecuencia propia de torsión del cigüeñal, puede dar lugar a una resonancia, aumentando la amplitud de la vibración y provocando la rotura del cigüeñal. Para evitar esto, se pueden instalar poleas Damper o amortiguadores torsionales, en el lado de la distribución, moviendo la correa de accesorios. La idea es que estos elementos absorban la energía torsional fluctuante del cigüeñal, amortiguandola. Este tipo de amortiguadores pueden ser de dos tipos: con dos masas que se unen por un elemento de caucho o de dos masas que se mueven relativamente interponiendo un medio viscoso como silicona.

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Cigüeñal DEFINICION

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

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En la figura inferior se puede ver distintas configuraciones del numero de válvulas por cilindro.

Las válvulas están constituidas por una cabeza mecanizada en todo su periferia, con una inclinación o conicidad en la superficie de asiento, generalmente de 45º, que hace de cierre hermético sobre el orificio de la culata. Unido a la cabeza lleva un vástago o cola perfectamente cilíndrico, cuya misión es servir de guía en el desplazamiento axial de la válvula, centrar la cabeza en su asiento y evacuar el calor de la misma durante su funcionamiento. En la parte del pie de la válvula lleva un rebaje o chavetero para el enclaje y retención de la válvula sobre la culata.

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Las válvulas se fabrican de aceros especiales con grandes contenidos de cromo y níquel, que le dan una gran dureza, pues tienen que soportar grandes esfuerzos y resistir el desgaste y las corrosiones debidos a las grandes temperaturas a que están sometidas. La válvula de admisión puede llegar a temperaturas de funcionamiento de 400 ºC y eso que es refrigerada por los gases frescos de admisión. La válvula de escape esta sometida al paso de los gases de escape por lo que puede alcanzar temperaturas de hasta 800 ºC. Para soportar estas temperaturas, tiene que estar fabricada con materiales que soporten estas condiciones de trabajo.El calor que soportan las válvulas es evacuado en mayor parte a través de los asientos en la culata, el resto es evacuando a través de las guías de las válvulas. Para evacuar mas calor las dimensiones de las guías son distintas dependiendo que sea para la válvula de escape o de admisión. La guía utilizada para la válvula de escape será mas larga para evacuar mas calorEl la mayor parte de los motores, las válvulas de admisión tienen la cabeza con mayor diámetro que las de escape, para facilitar el mejor llenado del cilindro. Las válvulas de escape, por el contrario, suelen hacerse con menor diámetro de cabeza para darle mayor consistencia, ya que estarán sometidas a las elevadas temperaturas de la salida de los gases. Por esta causa, en algunos casos, el vástago es hueco y esta relleno de sodio, que tiene la propiedad de que con el calor se hace líquido y transmite muy bien el calor, con lo que se consigue que la elevada temperatura de la cabeza de la válvula se disipe rápidamente a través del vástago. El sodio tiene un bajo punto de fusión (97 ºC) y es muy buen conductor del calor. Al calentarse el sodio se funde y pasa a estado líquido, con el movimiento de subir y bajar de la válvula, el sodio se desplaza dentro de la válvula transmitiendo el

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calor de la cabeza hacia el vástago. Se consigue así rebajar en mas de 100 ºC la temperatura de la cabeza de la válvula.

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Arbol de levasEl movimiento alternativo de apertura y cierre de las válvulas se realiza por medio de un mecanismo empujador que actúa sobre las válvulas y que se denomina árbol de levas. La apertura y cierre de las válvulas tiene que estar sincronizado con el ciclo de funcionamiento y la velocidad del régimen del motor. El árbol de levas recibe movimiento del cigüeñal a un numero de revoluciones que es la mitad de este.

ConstituciónEsta formado por una serie de levas, tantas como válvulas lleve el motor, con el ángulo correspondiente de desfase para efectuar la apertura de los distintos cilindros, según el orden de funcionamiento establecido. Sobre el mismo árbol, sobre todo en motores antiguos, va situada una excéntrica para el accionamiento de la bomba de combustible, y el piñón de arrastre para el mando del distribuidor de encendido en los motores de gasolina, el cual también comunica el movimiento a la bomba de aceite.El árbol de levas ademas de las levas lleva mecanizados una serie de muñones de apoyo sobre los que gira, cuyo numero varia en función del esfuerzo a trasmitir. Cuando va instalado sobre culata de aluminio, el número de apoyos suele ser igual al numero de cilindros mas uno.

El árbol de levas puede ir montado en el bloque motor (motores antiguos) o en la culata. El árbol gira apoyado sobre cojinetes de fricción o bien sobre taladros de apoyo practicados directamente sobre el material de la culata. Están lubricadas por el circuito de engrase a través de los conductos que llegan a cada uno de los apoyos.

Los árboles de levas se fabrican en una sola pieza de hierro fundido o de acero forjado. Debe tener gran resistencia a la torsión y al desgaste, para ello, se le da un tratamiento de templado. El desgaste

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del árbol de levas puede suponer una modificación del diagrama de distribución, lo que puede suponer una bajada de rendimiento del motor.

Perfil de las levasLa forma de las levas practicadas sobre el árbol, determinan los siguientes factores muy importantes para el buen rendimiento del motor:

El momento de apertura de las válvulas. El ángulo que permanecen abiertas. El desplazamiento o alzada máxima de la válvula. La forma de hacer la apertura y cierre de la válvula.

Empujadores y balancinesEstos elementos sirven de enlace entre el árbol de levas y las válvulas para realizar la apertura y cierre de las mismas. Su forma y disposición en el motor esta en función del sistema de distribución adoptado por el fabricante del mismo.Los elementos empleados reciben el nombre de: taqués, varillas empujadoras y balancines.

Taqués Estos elementos se interponen entre la leva del árbol y la válvula, bien directamente o con interposición de una varilla empujadora, según el tipo de distribución. El taqué sirve para aumentar la superficie de ataque de la leva, para reducir el desgaste.En distribuciones del tipo OHV (arbol de levas en el bloque) el taqué actúa sobre una varilla empujadora cuyo extremo se introduce en su interior.

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En distribución del tipo OHV, el taqué ataca directamente sobre la válvula. En este caso el taqué en forma de vaso invertido y se desliza en su alojamiento, practicado en la culata. Interiormente, se apoya el vástago del la válvula en su parte central y el muelle queda parcialmente cubierto.

Taqués hidráulicosEste tipo de taqué de fabricación especial, tiene la ventaja de la compensación automática de holgura en la válvula.

BalancinesLos balancines son unas palancas que transmiten el movimiento de la leva, bien directamente o a través de los empujadores, a las válvulas. En distribuciones tipo OHV, el balancín es accionado por la varillas empujadoras, mientras que en las distribuciones OHC es empujado directamente por el árbol

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de levas. El eje de giro de los balancines puede estar en el centro o en un extremo del balancín, clasificandose según su movimiento en balancines basculantes y oscilantes.

Balancines basculantesVan montados sobre un eje de articulación llamado eje de balancines, donde pueden bascular. Van provisto por un lado de un tornillo de ajuste con tuerca de fijación y por el otro lado, de una leva de montaje.Se fabrican generalmente de acero al carbono, estampado o fundido y sus dimensiones están calculadas para resistir los esfuerzos mecánicos sin deformarse.

En la figura inferior se puede ver unos balancines basculantes para motor con árbol de levas en el bloque.

En la figura inferior se puede ver unos balancines baculantes para motor con árbol de levas en la culata.

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Balancines oscilantesSe diferencian de los anteriores en que basculan en el eje sobre uno de los extremos. Estas palancas son empujadas directamente por la leva y transmiten el movimiento sobre la válvula. Van montados sobre el eje de balancines por medio de un rodamiento de agujas.

Eje de balancinesSobre este eje pivotan los balancines, que se mantienen en su posición por el empuje axial que proporcionan unos muelles que se intercalan entre ellos. El eje es muy ligero, se fabrica hueco, se cierra en los extremos y por su interior circula el aceite de engrase que lubrica los balancines por unos orificios practicados para tal fin.

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La distribuciónSe llama distribución al conjunto de piezas que regulan la entrada y salida de gases en el cilindro. Este sistema debe estar en perfecto sincronismo con el cigüeñal, para que las aperturas y cierres de las válvulas se produzcan con arreglo a las sucesivas posiciones del pistón dentro del cilindro y en los momentos adecuados.

La distribución esta formada por los siguientes componentes:

Las válvulas con sus muelles, asientos, guías y elementos de fijación. El árbol de levas y elementos de mando. Los empujadores y balancines.

Tipos de distribuciónLos sistemas de distribución se pueden clasificar dependiendo de la localización del árbol de levas. Hasta los años 80 los motores estaban configurados con el árbol de levas situado en el bloque motor. Actualmente prácticamente todos los motores tienen el árbol de levas montado en la culata. La distribución se puede clasificar teniendo en cuenta la localización del árbol de levas en el motor:

El sistema SV o de válvulas laterales representado en la figura inferior, en el que se puede ver que la válvula ocupa una posición lateral al cilindro, es decir, la válvula esta alojada en el bloque. El mando de esta válvula se efectúa con el árbol de levas situado en el bloque motor. Este sistema de distribución no se utiliza desde hace tiempo ya que las válvulas no están colocadas en la culata sino en el bloque motor, lo que provoca que la cámara de compresión tenga que ser mayor y el tamaño de las cabezas de las válvulas se vea limitada por el poco espacio que se dispone.

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El sistema OHV (OverHead Valve): se distingue por tener el árbol de levas en el bloque motor y las válvula dispuestas en la culata. La ventaja de este sistema es que la transmisión de movimiento del cigüeñal a el árbol de levas se hace directamente por medio de dos piñones o con la interposición de un tercero, también se puede hacer por medio de una cadena de corta longitud. La ventaja de este sistema es que la transmisión de movimiento entre el cigüeñal y el árbol del levas, necesita un mantenimiento nulo o cada muchos km. La desventaja viene dada por el elevado numero de elementos que componen este sistema para compensar la distancia que hay entre el árbol de levas y las válvulas. Este inconveniente influye sobre todo a altas revoluciones del motor, por lo que estos motores se ven limitados en máximo numero de revoluciones que pueden llegar a alcanzar. Este sistema también se ve muy influenciado por la temperatura del motor, lo que hace necesario una holgura de taqués considerable.

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

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Dentro del sistema OHC tenemos dos variantes:

SOHC (Single OverHead Cam): esta compuesto por un solo árbol de levas que acciona las válvulas de admisión y escape.

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DOHC (Double OverHead Cam): esta compuesto por dos árboles de levas, uno acciona la válvulas de admisión y el otro las de escape.

Las válvulas pueden ser accionadas directamente por el árbol de levas a través de los empujadores o el accionamiento se puede hacer indirectamente a través de balancines y palancas basculantes. Podemos encontrarnos con las siguientes disposiciones en el accionamiento de las válvulas:

1. Árbol de levas situado en la parte superior (OHC OverHead Camshaft), balancín de palanca y válvulas en paralelo.

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2. Arbol de levas situado en la parte superior (OHC OverHead Camshaft), con empujadores de vaso invertido y válvulas en paralelo.

3. Árbol de levas situado en la parte superior (OHC OverHead Camshaft), con balancines y con las válvulas colocadas en forma de "V". A este sistema también se le puede denominar SOCH (Single OverHead Camshaf) cuando accione 3 o 4 válvulas como ocurre en algunos motores por ejemplo: la marca Honda (VTEC) utiliza esta configuración.

4. Dos arboles de levas situados en la parte superior (DOHC Double OverHead Camshaft), con la válvulas colocadas en forma de "V". Es el accionamiento de las válvulas preferido para la técnica del motor de 4 y 5 válvulas.

FAJA DE TRANSMISION Y FAJA DE SINCRONIZACION

Mando de la distribuciónEl movimiento de rotación del árbol de levas se realiza directamente desde el cigüeñal, para la cual se emplean distintos sistemas de transmisión a base de:

Ruedas dentadas. Cadena de rodillos. Correa dentada.

El sistema que se adopta depende del tipo motor, situación del árbol de levas y costo de fabricación. En la actualidad se tiende, en la mayoría de los casos, a obtener una transmisión silenciosa.Sea cual sea el tipo de transmisión empleada, como la velocidad de giro en el árbol de levas tiene que ser la mitad que en el cigüeñal, los piñones de mando acoplados a los árboles conducido y conductor tienen que estar en la relación 2/1, es decir, que el diámetro o número de dientes del piñón conducido (árbol de levas) tiene que ser el doble que el piñón conductor (cigüeñal).El accionamiento de la distribución ademas de transmitir movimiento al árbol de levas, mueve también dependiendo de los motores: la bomba de agua, la bomba de inyección en caso de que el motor sea Diesel, como se ve en la figura inferior.

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Actualmente también podemos ver el accionamiento de la distribución en motores con distribución variable, como se ve en la figura inferior.

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Transmisión por ruedas dentadasCuando la distancia entre el cigüeñal y el árbol de levas es corta, la transmisión se realiza por medio de dos piñones en toma constante, que están en relación dimensional ya indicada. En este caso el giro de ambos árboles se realiza en sentido contrario, lo cual debe tenerse en cuenta para la puesta a punto de la distribución y del encendido.

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Cuando la distancia entre el cigüeñal y árbol de levas es mucho mayor y no permite el acoplamiento directo de dos ruedas, se suele montar un tren simple de engranajes con una rueda intermedia. Este montaje consiste en disponer de un piñón intermedio que gira libre entre el piñón del cigüeñal y el piñón del conducido. Dicho piñón intermedio no interviene en la relación de transmisión, por lo que el número de dientes de esta rueda es indiferente, aunque suele ser el mismo que el del piñón conducido.En este montaje el sentido de giro en ambos árboles es el mismo, porque la rueda intermedia cambia el sentido de giro que aporta el cigüeñal.Para obtener una transmisión lo mas silenciosa posible se emplean piñones de dientes helicoidales que, al tener mayor superficie de contacto, ofrecen un mayor grado de recubrimiento y, por consiguiente, un engrane más suave y continuo. Para que aún sea mas silenciosa la marcha, en ocasiones se lubrican con aceite, montando el tren en el interior de un cárter cerrado herméticamente, llamado cárter de la distribución.En motores destinados a turismos se suele construir el piñón intermedio de material plástico, a fin de evitar el contacto directo entre ruedas metálicas.

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En motores modernos con árbol de levas en la culata se pueden encontrar algunos sistemas de distribución accionados por piñones. Como la distancia entre el cigüeñal y el árbol de levas es muy grande hacen falta unos cuantos piñones intermedios capaces de transmitir el movimiento entre los distintos dispositivos del motor. En la figura inferior se puede ver el accionamiento de la distribución de un motor Diesel 2.8 L. 4 cyl. inyección directa.

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Transmisión por cadena de rodillosLa cadena sirve para transmitir el movimiento entre el cigüeñal y el árbol de levas independientemente de la distancia que exista entre ambos. Por lo tanto la cadena se puede utilizar tanto si el árbol de levas va situado en el bloque motor o en la culata.La distribución por cadena lleva dos piñones principales situados en el cigüeñal y el árbol de levas. El piñón del cigüeñal arrastra la cadena que a su vez arrastra los demás piñones. La cadena de rodillos puede ser simple o doble.La cadena tiene la ventaja de su larga duración y menor mantenimiento, pero tiene el inconveniente de que la cadena con el tiempo se desgasta esto provoca que aumente su longitud, produciendo un desfase en la distribución y un aumento en el nivel de ruidos. Estos inconvenientes son mas apreciables cuanto mas larga sea la cadena.Las cadenas utilizadas para accionar la distribución pueden ser como se ver en la figura inferior: cadena de rodillos y cadena silenciosa.

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En la figura inferior podemos ver el accionamiento de la distribución de un motor con el árbol de levas en el bloque (OHV).

En la figura inferior podemos ver el accionamiento de la distribución de un motor con el árbol de levas situado en la culata (OHC).

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En la figura inferior podemos ver el accionamiento de la distribución de un motor con el árbol de levas situado en la culata (OHC).

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Se utiliza un tensor de cadena para mantener la cadena tirante y compensar los efectos del desgaste. La cadena cuando arrastra los distinto piñones que conforman el accionamiento de la distribución se mantiene tensa por un lado mientras que por el otro esta destensada. En la parte que queda destensada es donde se instala el tensor. La posición del sensor dependerá por lo tanto del sentido de giro del motor.

Accionamiento por correa dentadaEs el sistema de accionamiento mas utilizado actualmente. Tiene la ventaja de un costo relativamente económico, con una transmisión totalmente silenciosa, pero con el inconveniente de una duración mucho mas limitada (80.000 a 120.000 km.). En los motores actuales, es tendencia generalizada montar el árbol de levas en la culata (OHC, DOHC), por lo que el accionamiento de la distribución se hace con correas de gran longitud. El material de las correas dentadas es el caucho sintético y fibra de vidrio (neopreno), que tienen la característica de ser flexibles para adaptarse a las poleas de arrastre y por otra parte no se estiran ni se alteran sus dimensiones. También tienen la ventaja de tener un funcionamiento muy silencioso, son mas ligeras, mas fácil de reemplazar y no necesitan engrase.

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Motores con cilindros en lineaEstos motores tienen dispuestos los cilindros en un solo bloque en posición vertical uno detrás de otro. Estos motores pueden llevar desde hasta 8 cilindros. Los mas generalizados son los de 4 cilindros, ya que en motores de 6 cilindros o mas, la longitud del cigüeñal es demasiado grande, lo que puede producir vibraciones o lo que es peor su deformación o rotura.

Motores con cilindros en "V"Estos motores llevan los cilindros repartidos en dos bloques unidos por una base o bancada y formando un cierto ángulo. Cada bloque lleva igual número de cilindros y todos ellos atacan un cigüeñal único.Esta forma constructiva es ventajosa para un número de cilindros igual o mayor que 6, ya que es más compacta, con lo cual el cigüeñal, al ser más corto, trabaja en mejores condiciones, evitándose deformaciones por flexión y vibraciones torsionales

Motores con cilindros horizontales opuestos (boxer)Estos motores son una variante particular de los motores en "V". Llevan sus cilindros dispuestos en dos bloques que forman un ángulo de 180º colocados en posición horizontal y en sentidos opuestos que se unen por una base o bancada. Las bielas de cada cilindro atacan a un solo cigüeñal central. Esta disposición tiene la ventaja de reducir la altura de motor. Por eso se aplica a vehículos con espacio lateral suficiente y poca altura disponible, como es el caso de motocicletas de gran potencia, donde se utilizan motores de este tipo de 2 y 4 cilindros. Los de 4 y 6 cilindros se emplean en turismos y los de 8 cilindros en autocares donde, debido a la poca altura que ocupan, se aprovecha al máximo la longitud del chasis, obteniendose así mayor espacio útil de la carrocería.

Numeración de los cilindrosLa numeración de los cilindros en todos los casos constructivos viene determinado según la normativa

Cilindros en Línea

Cilindros Opuestos

Cilindros en V

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UNE 10 052-72 y la DIN 73 021. Se empieza la numeración de los cilindros del motor por el lado opuesta a la toma de fuerza, es decir al lado contrario del volante motor. En los motores en "V" y en los horizontales (boxer), la numeración de los cilindros comienza también por el lado opuesto del volante de inercia y por el bloque de cilindros situado a la izquierda, enumerando a continuación los cilindros situados en el bloque de la derecha y también en el mismo sentido.

Nota: como podemos ver en el gráfico inferior, la numeración de los cilindros no siempre es igual para

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todos los fabricantes y países, por lo tanto, siempre que se quiera hacer trabajos sobre un motor hay que tener a mano las especificaciones técnicas que nos proporciona el fabricante para cada marca y modelo de vehículo.

Estructura del motor diesel

El motor diesel está formado de: cuerpo del motor, dispositivo de admisión y escape, dispositivo de lubricación, dispositivo de combustible, dispositivo de enfriamiento, y dispositivo eléctrico. El resumen de la estructura es como se describe en el figura

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Retiro e instalación de filtros de aire

Limpiar solamente el filtro primario cuando se ilumine la luz de restricción del filtro de aire en la cabina. (Ver TABLERO DE ADVERTENCIA en la sección Puesto del operador.)

1. Aspiración naturalSon los motores que succionan aire debido a la acción de los pistones.

SISTEMA DE ASPIRACIÓN DE MOTORES PETROLEROS

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E57140-UN-26OCT09

A - Caja del filtroB - Sensor de vacío de flujo de aireC - CubiertaD - PestilloE - Filtro principalF - Filtro secundario

Los filtros de aire primario y secundario se encuentran en la caja del filtro de aire (A).

El sensor de vacío de flujo de aire (B) se encuentra detrás de la caja del filtro de aire.

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1. Desenganchar el pestillo (D). Quitar la cubierta (C) girando la parte delantera hacia la izquierda y sacándola.

2. Sacar el filtro de aire primario (E) de la caja del filtro.3. Limpiar e inspeccionar el filtro de aire primario. (Ver LIMPIEZA E

INSPECCIÓN DEL FILTRO DE AIRE PRIMARIO en esta sección.)4. Limpiar los residuos del interior de la caja.

5. Al retirar o instalar el filtro de aire secundario, tener cuidado de no dañar el sello.

El filtro de aire secundario se extrae de la caja.

Quitar el filtro de aire secundario (F).

6. Inspeccionar el filtro de aire secundario. Si el filtro está sucio o el sello está dañado, cambiar el filtro.

7. Instalar los filtros de aire invirtiendo el orden.8. Instalar la cubierta colocándola en la misma posición de la que se quitó y

girándola hacia la derecha hasta trabarse en posición. Tirar de la cubierta para asegurarse de que esté trabada.

Limpieza e inspección del filtro primario de aire

E46587-UN-30JUL99

A - Filtro de aire principalB - Filtro secundario de aire

No intentar limpiar el filtro secundario (B). El filtro de aire secundario deberá cambiarse cada segundo o tercer cambio del filtro de aire primario.

Limpieza de un filtro polvoriento

Golpear los costados del filtro de aire (A) suavemente con la mano para desprender la suciedad. No golpear el filtro contra una superficie dura.

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Se puede usar aire comprimido para limpiar el filtro de aire primario (A), no obstante, se debe usar sólo una pistola de aire especial de limpieza. Consultar al concesionario John Deere. Una boquilla de aire corriente podría dañar considerablemente el filtro de aire debido a la presión de aire concentrada.

Si el polvo no se desprende golpeando el filtro suavemente, limpiarlo con aire comprimido. Sujetar la boquilla junto a la superficie interior y moverla hacia arriba y hacia abajo a lo largo de los pliegues.

No dirigir el chorro de aire contra las paredes exteriores del filtro, ya que podría forzar la tierra hacia su interior.

Repetir el procedimiento para quitar la suciedad adicional.

Inspeccionar el filtro de aire antes de volver a colocarlo.

Inspección

Iluminar el interior del filtro con una luz intensa y revisar minuciosamente si hay daños. Desechar el filtro si la rejilla está dañada o si el filtro tiene roturas o agujeros, por pequeños que sean.

Comprobar que la empaquetadura se encuentre en buen estado.

Sustitución del filtro de aire

Cambiar el filtro de aire primario después de un año de servicio o de seis limpiezas o si la luz de advertencia de restricción del filtro de aire permanece iluminada. Sustituir los filtros dañados de inmediato.

OUO6085,0000073-63-20090108

Servicio del filtro de aire

El filtro de aire con cartucho doble es un equipo estándar. Cuando el indicador de restricción de aire (A) se enciende, el filtro principal está sucio. Un filtro sucio puede provocar la pérdida de potencia y humo

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excesivo.LT04177,0000075 -63-27NOV06-1/3

Eliminar el polvo acumulado apretando la válvula (B).

Quitar y limpiar la válvula de descarga de polvo según sea necesario. Sustituir la válvula inmediatamente si estuviera dañada.

Si durante el trabajo, se enciende a luz del indicador del filtro de aire, quitar el filtro y limpiarlo.

A-Filtro de aire B-Válvula de descarga de polvo

LT04177,0000075 -63-27NOV06-2/3

IMPORTANTE: No engranar una marcha sin instalar el cartucho de filtro en su sitio.

NOTA: En áreas con mucha cantidad de polvo, limpiar la válvula de alivio diariamente.

Cambiar el cartucho de filtro primario (A) como mínimo una vez al año.

El filtro secundario (B) debe ser sustituido como mínimo una vez al año.

Ver "Separación de los cartuchos de los filtros de aire" en la sección Servicio.

A-Cartucho del filtro primario B-Filtro secundario (de seguridad)

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2. Turbocargados

3. Turbocargados postenfriados aire-aire.

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El Motor puede ser……..

• Aspiración Natural

• Turbo alimentado

• Turbo alimentado y Postenfriado

• Según sea el modelo

SISTEMA DE ADMISIÓN Y DE ESCAPE

El sistema de admisión de aire suministra aire limpio para la combustión del motor. El sistema de escape hace salir los gases y el calor e impuisa el turbocargador. Los componentes que producen la admisión y escape del aire son los siguientes:

1.-Antefiltro

El antefiltro saca las partículas grandes de polvo y basura.

2.-Filtros de Aire

Por lo general, hay dos filtros de aire: uno primario y otro secundario. Estos recogen los contaminantes e impiden la entrada de polvo en el motor.

3.-Indicador de Servicio del Filtro de Aire

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El indicador vigila la restricción a través de los filtros. Es el método más preciso para determinar cuándo se deben cambiar los filtros de aire. Cada motor debería tener uno. Un dato interesante es que cambiar los filtros muy a menudo produce más daño que beneficio porque el polvo puede entrar con mucha facilidad en el motor durante el cambio. Por esto, el indicador es una herramienta de mantenimiento muy importante.

4.-Turbocargador

Los gases de escape impulsan el turbocargador que bombea aire adicional en el motor permitiendo quemar más combustible y, por lo tanto, aumentar la salida de potencia.

5.-Posenfriador

El posenfriador enfría el aire después que éste deja el turbocargador pero antes de entrar en el motor. Esto aumenta la densidad del aire, para que se pueda acumular más aire en cada cilindro.

6.-Múltiple de Admisión y Múltiple de Escape

Los múltiples de admisión y de escape se conectan directamente con la(s) culata(s). El múltiple de admisión distribuye el aire limpio desdé el filtro de aire ó desde el turbocargador a cada cilindro, mientras que el múltiple de escape recoge los gases de escape de cada cilindro y los dirige al turbocargador y/o al silenciador.

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7.-Silenciador

El silenciador reduce el nivel del sonido y proporciona suficiente contrapresión al motor, para que el motor “respire” según se ha diseñado.

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Excesivo humo negro a carga plena (combustible caliente, sin quemar)... Filtro de aire primario o secundario sucio / Operando en una marcha muy alta / Exceso de carga Turbocompresor averiado / Exceso de combustible / Ajuste del control de la relación de aire-combustible.Humo azul (consumo de aceite)... Sellos de turbocompresor desgastados / Guías de válvula desgastadasAnillos o camisas desgastados / Horas de funcionamiento del motor.Humo blanco (vapor — agua en la cámara de combustión)... Culata agrietada / Fugas en una boquilla o un adaptador de inyector / Fugas en la empaquetadura de la culata o en las camisas.Humo blanco (al arrancar: combustible sin quemar)... Inyector averiado / No hay éter o calentamiento del aire de admisión / Procedimiento de arranque incorrecto / Altitud elevada / Sincronización incorrecta de la inyección de combustible / Baja temperatura ambiente / Combustible de baja calidad.Aumento del consumo de combustible... Mal funcionamiento de inyectores o boquillas de combustible / Técnica incorrecta del operador / Turbocompresor averiado / Velocidad excesiva del motor / Filtro de aire sucio / Entrenamiento del operador / Punto de ajuste incorrecto Cambio de aplicación.Aumento del consumo de aceite/Exceso de escape de gases al cárter... Anillos o camisas, sellos de turbocompresor, guías de válvula desgastados o rotos / Aceite incorrecto / Muchas horas de funcionamiento del motor / Nivel alto de aceite.Ruidos raros... Mal funcionamiento de inyectores o boquillas de combustible / Ajuste incorrecto de las válvulas / Bujes de pasadores de biela, cojinetes de bancada o de biela desgastados / Sincronización avanzada / Engranajes desgastados / Turbocompresor averiado.

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Falta de potencia... Turbocompresor averiado / Filtro de combustible sucio / Ajuste incorrecto del varillaje del regulador o de la sincronización / Filtro de aire o combustible sucio / Combustible de baja calidad / Mal funcionamiento de inyectores o boquillas de combustible / Baja presión de combustible / El convertidor de par patina / Agua en el combustible / Punto de ajuste incorrecto / Filtro de aire sucio.Calentamiento excesivo... Termostatos averiados / Velocidad incorrecta del ventilador hidráulico / Correas o poleas ajustadas incorrectamente o desgastadas / Ajustes incorrectos de combustible o sincronización / Técnica incorrecta del operador / Disolución incorrecta de refrigerante / Núcleo del radiador atascado (interno o externo) / Enfriador de aceite del tren de fuerza atascado - velocidad del ventilador hidráulico / Filtro de aire sucio / Bajo nivel de refrigerante / Baja presión del sistema de enfriamiento / El convertidor de par patina / Alta temperatura ambiente.

Dificultad de arranque (Rateo)... Mal funcionamiento de inyectores o boquillas de combustible / No hay éter o calentamiento del aire de admisión / Técnica de arranque incorrecta / Filtro secundario de combustible atascado / Bomba de inyección de combustible desgastada / Baja presión primaria de combustible / Baja velocidad de giro del motor / Sincronización incorrecta / Combustible de baja calidad — número de cetano bajo o agua en el combustible / Baterías con poca potencia / Filtro de combustible sucio.Enfriamiento excesivo... Termostatos averiados / Exceso de combustible / Tapa de presión averiada/incorrecta.Nivel de aceite por encima de Full o aceite lechoso... Fuga de refrigerante o combustible al cárter / Varilla de medición o calibración incorrecta / Llenado con aceite incorrecto.Basura en el filtro de aceite... Periodo prolongado entre cambios de aceite / Entrada de basura / Cojinetes o algún otro componente dañados / Nivel de aceite por encima de lleno / Se ha usado el aceite incorrecto.

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Tacómetro

Velocímetro

Sensor de temperatura

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MOTOR 3126B HEUI: MODULO DE CONTROL ELECTRÓNICO (ECM)El ECM es el computador que controla el motor. Tiene tres funciones principales:Proporciona energía a toda la electrónica del motor.Verifica continuamente las señales de entrada de los sensores del motor.Actúa como regulador para controlar las rpm del motor El diseño de pernos de montaje es igual al de producción actual, seis a siete libras más liviano, con 2 conectores de 70 terminales.No enfriado por combustible.

El corazón del sistema electrónico es el nuevo módulo del control electrónico. Este poderoso computador de última tecnología controla todas las funciones del motor proporcionando un excelente rendimiento y economía de combustible, que cumple al mismo tiempo con los nuevos estándares rigurosos de emisión de escape.El ECM está ubicado en el lado izquierdo trasero del motor. Este poderoso computador proporciona un control electrónico total del rendimiento del motor.El ECM usa los datos de rendimiento del motor enviados por los diferentes sensores para hacer ajustes a la entrega de combustible, presión y sincronización de inyección. El ECM contiene software de rendimiento programado para definir potencia, curvas de par y todos los otros aspectos relacionados del motor.

Características del ECM

Control total del motor electrónico de marca registrada Registro de fallas del motor Diagnósticos mejorados del motor electrónico Control de crucero electrónico

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Toma de fuerza (PTO) electrónica programableEl nuevo ECM tiene dos conectores de mazo de cables de 70 clavijasConector de mazo de cables del motorConector de mazo de cables del vehículoEl conector OM ECM es un conector AMPLa herramienta de rebordeado es la misma que la usada actualmente. Sin embargo, los terminales del ECM deben ser de oro.Receptáculos Nos. 16/18 (PIN Cat 9X3402)Receptáculos Nos. 14/16 (PIN Cat 126-1768)Herramienta para quitar terminales calibre 16 AWG (PIN Cat 121- 9587)

Mazo de cables del motor - conecta el ECM a todos los sensores y accionadores, incluidos los inyectores HEUI El tornillo Allen, que conecta el mazo de cables al ECM usa la misma llave Allen de cabeza hexagonal de 4 mm y tiene un par de apriete de 6 Nm ± 1 Nm (53 lb/pulg ± 8,9 lb/pulg).Los tapones de sellado para los receptáculos vacíos pueden ser:Genesis PEI (No. de pieza Cat 9G3695) y Deutsch (No. de pieza Cat 8T-8737)Nota: Tenga cuidado de no instalar los tapones demasiado profundos en el orificio.

Mazo de cables del vehículo - conecta el ECM a la parte de control del motor del mazo de cables principal del vehículo. Esto incluye el sensor de posición del pedal del acelerador, el sensor de velocidadde desplazamiento, los relés de transmisión y frenos, el control de crucero y los interruptores de control de toma de fuerza.

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Este cableado puede parecer complicado, pero realmente es muy simple. Todo está configurado en muchos circuitos simples. Veremos algunos de estos circuitos en la sección de operación del sistema electrónico de esta presentación.

Este software se conoce como “módulo de personalidad”. En algunos motores se usan los ECM con un chip de computador reemplazable con el software ya instalado. El motor 3126 no tiene un chip de módulo de personalidad de reemplazo.El módulo de personalidad es una pieza permanente del ECM que puede reprogramarse usando la característica FLASH de la herramienta de servicio del Técnico Electrónico (ET). El ECM también registra las fallas de rendimiento y tiene la capacidad de ejecutar varias pruebas de diagnóstico automáticas cuando se usa con el ET. El motor 3126B demora más tiempo en realizar la operación FLASH, debido a que los archivos FLASH son más grandes, y toma aproximadamente 10 minutos comparado con 3 minutos en los motores anteriores.

Salidas

El ECM envía corriente eléctrica a los dispositivos de salida para controlar la operación del motor. Los dispositivos de salida son: los inyectores, la IAPCV y el calentador de aire de admisión.Las salidas adicionales son las lámparas del tablero, lámparas de verificación del motor, lámparas de advertencia y circuitos disponibles de vacío rápido y PTO.El ventilador de enfriamiento es una salida programable controlada sólo con un ventilador de conectar/desconectar. Para información adicional de los dispositivos de salida de los Fabricantes de Equipo Original, consulte el Manual de Servicio

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Accionadores

Usan corrientes eléctricas desde el ECM para realizar un trabajo o cambiar el rendimiento del motor.El circuito del calentador de aire de admisión es igual al de producción actual y su operación es la misma.

La IAPCV es una “dispositivo accionador”, que convierte la señal eléctrica enviada desde el ECM, en un movimiento mecánico por una válvula de carrete interno, para controlar la presión de salida de la bomba.La presión de la bomba se regula enviando el exceso de flujo al sumidero de aceite del motor.Igual al de producción actual.

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Operación de la Válvula de Control de Presión de Accionamiento deInyección (IAPCV): componentes de la válvulaLa IAPCV es una válvula de control de presión de operación piloto controlada eléctricamente. Mantiene la presión seleccionada del sistema de accionamiento sin tener en cuenta la velocidad del motor, el flujo de la bomba ni las demandas variables de aceite de los inyectores.

Inyectores HEUIPresurizan el aceite del motor a 3.500 lb/pulg2 (24 MPa) para producir presiones de inyección de combustible de hasta 23.500 lb/pulg2 (162 MPa).

El sistema de combustible HEUI utiliza un inyector unitario de accionamiento hidráulico controlado electrónicamente. Todos los sistemas de combustible de los motores diesel usan un émbolo y un tambor para bombear combustible a presión alta a la cámara de combustión. Este combustible se bombea a la cámara de combustión en cantidades precisas para controlar el rendimiento del motor. El HEUI usa aceite del motor a presión alta para accionar el émbolo. Todos los demás sistemas de combustible usan un lóbulo del eje de levas en la bomba de inyección para accionar el émbolo.

Orificio de drenaje del inyector

Sellos de presión alta del inyector

El inyector HEUI tiene 4 funciones.

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Presuriza el suministro de combustible desde 65 lb/pulg2 (450 kPa) hasta 23.500 lb/pulg2 (162 MPa).Funciona como un atomizador al bombear combustible a presión alta a través de los orificios en la punta del inyector.Entrega la cantidad correcta de combustible atomizado a la cámara de combustión.Dispersa el combustible atomizado uniformemente en la cámara de combustión.

Hasta la próxima!!!

MOTOR 3126B HEUI: COMPONENTES ELECTRÓNICOS

El motor 3126B es un motor de camión de gama media de 7,2 litros, que incorpora la más reciente tecnología y permite un rendimiento mejorado, economía de combustible y emisiones de escape mejoradas. En el Motor 3126B se usa el revolucionario sistema de combustible HI300 HEUI, electrónica actualizada y una culata de 3 válvulas totalmente nueva, para optimizar el rendimiento del motor.

Las clasificaciones de potencia para la gama de 1998 son de 175 HP a 300 HP para aplicaciones de camión. Una clasificación especial de potencia de 330 HP está disponible para vehículos de emergencia y casas coche.

Disponible en dos sistemas – de característica plena y básico. Característica plena para Freightliner, Peterbilt, Kenworth, Dina, etc. Básico = chasis GM

El ECM del sistema de característica plena tiene una salida de ventilador de enfriamiento, un sensor de nivel de refrigerante, un enlace de datos J1939 y seguimiento de parámetros para apagado del motor.

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El motor 3126B tiene un ECM completamente nuevo con un procesador de 32 bits, 16 megahercios. Este nuevo ECM es mucho más rápido y tiene más memoria, para permitir la integración electrónica del motor, la transmisión y los sistemas de frenos antitraba, lo mismo que características adicionales para el cliente. El nuevo ECM también incorpora un enlace de datos de comunicaciones actualizado J1939. Este nuevo enlace de datos es más rápido y tiene más capacidad para permitir integración electrónica entre el motor y otros sistemas del vehículo.

Características electrónicas 1997

Todas las características electrónicas ofrecidas en el motor 1997 se ofrecen para el motor 3126B. Estas incluyen:Control de crucero y control de crucero variableLímite de velocidad de desplazamientoFunciones de toma de fuerza (PTO) electrónicaSeguimiento de parámetros del motorControl de frenos de escapeSincronizador de apagado en vacíoProtección por contraseñaControl de vacío rápidoControl antirrobo

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Características electrónicas de 1998

Las características electrónicas nuevas en el motor 3126B son:Bloqueo de parámetros - para seguridad adicional. Los parámetros clave requieren una contraseña de fábrica para impedir entradas sin autorización en servicio en campo.Control del ventilador de ECM - para aplicaciones con un ventilador de enfriamiento conectar/desconectar.Funciones de toma de fuerza (PTO) plenas - incluye avance de aceleración PTO programable, límite de aceleración PTO y desconexión PTO por encima del límite de velocidad de desplazamiento seleccionado.Cambios progresivos - característica que permite al cliente programar tanto límites de velocidad de motor variables como fijas durante un cambio de velocidad a alta para mejorar la economía de combustible.Características de seguimiento basado en el nivel de refrigerante – en los casos de nivel de refrigerante bajo, el cliente puede escoger diferentes opciones, incluidas:1. Sólo lámpara de advertencia2. Lámpara de advertencia y reducción de potencia del motor3. Lámpara de advertencia, reducción de potencia del motor y apagado del motor

Sistema de combustible HEUI

La operación del sistema de combustible HEUI es completamente diferente de los sistemas de combustible accionados mecánicamente. Si usted va a localizar y solucionar problemas en los sistemas HEUI, debe tener un conocimiento básico de cómo funciona el sistema

Con el fin de ayudarle a que entienda los conceptos básicos del sistema HEUI, veremos cada componente del sistema por separado y luego cómo funcionan en conjunto. Una de las nuevas características es la configuración carga de inyección, que veremos más adelante en esta presentación.

Breve introducción de los componentes del sistema HEUI

El sistema de combustible HEUI consta de 7 componentes principales:Inyectores HEUI - Usan el aceite presurizado del motor a 3.500 lb/pulg2 (24 MPa) para producir presiones de inyección de combustible hasta de 23.500 lb/pulg2 (162 MPa)

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Bomba hidráulica - usa el mismo flujo de aceite de lubricación del motor para generar las presiones altas necesarias para accionar los inyectores HEUI.

Válvula de control de presión de accionamiento de inyección (IAP) - regula la presión de salida de la bomba y devuelve el flujo en exceso al sumidero de aceite del motor.

Bomba de transferencia de combustible - toma el aceite del tanque de combustible, lo presuriza a 65 lb/pulg2 y lo lleva a los inyectores.

Módulo de control electrónico (ECM) - el ECM es un computador muy poderoso que controla las principales funciones del motor.

Sensores - son dispositivos electrónicos que verifican continuamente los parámetros de rendimiento del motor, tales como presión, temperatura o velocidad, y suministran esta información al ECM por medio de un voltaje de señal.

Accionadores - son dispositivos electrónicos que usan corrientes eléctricas desde el ECM para realizar el trabajo o cambiar el rendimiento del motor.

Dos ejemplos de accionadores son el solenoide del inyector y la válvula de control de presión de accionamiento de inyección.

Controles electrónicos

Introducción de los componentes:En el motor 3126B se usa un nuevo sistema de control electrónico. Este sistema de tecnología de punta tiene muchas características y beneficios. Esta presentación se enfocará en los componentes electrónicos principales - que hacen que el motor funcione - y cómo estos trabajan. Los diagnósticos electrónicos básicos se verán en la sección de diagnósticos de esta presentación.El sistema de control electrónico consta de tres tipos de componentes:De entradaDe controlDe salidaç

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De entrada

Los sensores realizan una verificación continua de las condiciones de operación del motor y envían esa información al ECM (algunos sensores son: de velocidad/sincronización, de presión de refuerzo, de temperatura del refrigerante, de temperatura del aire de admisión, de posición del acelerador, de velocidad de desplazamiento y de presión de accionamiento de inyección).

Los sensores son dispositivos electrónicos simples, que detectan y convierten un cambio de presión, temperatura o movimiento mecánico en una señal eléctrica.

Hay 4 tipos básicos de sensores que regulan la operación del motor:Sensores de presiónSensor de presión de accionamiento de inyecciónSensor de presión de refuerzoSensor de presión atmosférica

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Sensores de temperaturaSensor de temperatura del refrigeranteSensor de temperatura del aire de admisiónSensores de posiciónSensor de posición del aceleradorSensor de nivel de refrigerante (Nota)Sensores de velocidadSensores de velocidad/sincronización del motorSensor de velocidad del vehículo

Nota: El sensor de nivel del refrigerante es un sensor del Fabricante de Equipo Original optativo y está disponible en dos tipos: un tipo de resistencia de 2 clavijas y uno estándar de 4 clavijas usado generalmente por Robert Shaw

Hasta la próxima!!!

MOTOR 3126B HEUI: SENSORES DE PRESIÓN ( SENSOR DE ACCIONAMIENTO DE INYECCIÓN, DE PRESIÓN DE REFUERZO Y DE PRESIÓN ATMOSFÉRICA ) Y SENSORES DE TEMPERATURA ( SENSOR DE TEMPERATURA DE REFRIGERANTE Y DE TEMPERATURA DE AIRE DE ADMISIÓN )

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El sensor de presión mide los cambios de presión y envía un voltaje de señal CC variable al

ECM. Los sensores de presión tienen 3 cables.

El primer cable suministra voltaje del ECM al sensor y le proporciona corriente para la operación

del sensor. Este voltaje de suministro está controlado a 5,0 ± 0,5 voltios.

El segundo cable es un cable a tierra desde el ECM hasta el sensor que provee una referencia de

“cero voltios”.

El tercer cable es un voltaje de señal desde el sensor hasta el ECM. Este voltaje de señal varía

con los cambios de presión del dispositivo que el sensor esté midiendo. La gama de operación

del voltaje de señal es ligeramente mayor a 0 voltios y ligeramente menor a 5,0 voltios. Una gama

de operación típica de un voltaje de señal es de 0,5 voltios a 4,5 voltios.

El ECM también determina si un sensor está en corto o abierto de acuerdo con el voltaje de

señal. Si el voltaje de señal es el mismo del voltaje de suministro, el ECM reconoce que el sensor

o el circuito del sensor está abierto. Si el voltaje de señal es cero, el ECM reconoce que el sensor

o circuito del sensor está en corto. Si el ECM detecta que está abierto o en corto, indicará una

falla del circuito que ayudará en la localización y solución del problema.

Fallas del circuito del sensor de presión

Abierto: voltaje de señal igual al voltaje de suministro (5,0 voltios) En corto: voltaje de señal igual

a cero voltios

Los sensores de presión más importantes del motor son:

Sensor de presión de accionamiento de inyección

Sensor de presión de refuerzo

Sensor de presión atmosférica

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Operación del circuito de control del sensor de presión de refuerzo:

El sensor de refuerzo mide la presión de refuerzo en el múltiple de admisión. Este es un sensor

de presión que envía un voltaje de señal CC al ECM. El ECM usa esta señal de presión de

refuerzo para limitar la entrega de combustible y evitar la sobreentrega de combustible y la

emisión humo negro.

Los motores para servicio pesado o los 3116/3126 de producción actual usan sensores

diferentes.

Operación del circuito de control del sensor de presión atmosférica: El sensor de presión

atmosférica mide la presión atmosférica, con el fin de compensar la presión por altitud. Envía un

voltaje de señal CC

al ECM. El ECM usa esta señal para ajustar la sincronización y la entrega de combustible, y

mantener el rendimiento y las emisiones en alturas sobre el nivel del mar. Este sensor no se usa

en clasificaciones de potencia baja de modo que no estará en todos los motores.

El conector se localiza en el mazo de cables. Asegúrese de que la

tapa provisional esté instalada.

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El sensor de presión de accionamiento de inyección o sensor IAP está conectado al conducto de

aceite de presión alta que suministra aceite de accionamiento para activar los inyectores. El

sensor IAP lee la “presión de accionamiento” y envía un voltaje de señal al ECM, para permitir

que el ECM controle continuamente la presión de accionamiento.

Nuevo número de pieza, en relación con el sensor actual de producción.

Los sensores de temperatura del Motor 3126B tienen sólo dos cables. Los sensores de

temperatura varían la resistencia con los cambios de temperatura. El ECM lee el valor de

resistencia de los sensores y la convierte en temperatura.

El ECM determina si el sensor de temperatura está abierto o en corto midiendo el valor de la

resistencia. Si el sensor está en corto, el valor de la resistencia está cerca de 0. Si el circuito del

sensor está abierto, el valor de la resistencia es muy alto.

Fallas del circuito del sensor de temperatura.

Abierto: el valor de la resistencia es muy alto.

En corto: el valor de la resistencia está cerca de 0.

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Los sensores de temperatura más importantes del motor son:

Sensor de temperatura del refrigerante

Sensor de temperatura del aire de admisión

Se usa el mismo número de pieza para cada localización

El sensor de temperatura del refrigerante mide la temperatura del refrigerante del motor. Este

convierte la temperatura del refrigerante en resistencia que el ECM lee. El ECM usa la señal de

temperatura del refrigerante para ayudar a determinar la sincronización correcta de durante la

operación en tiempo frío. El calentador de aire de admisión significativamente el humo blanco

mientras el motor alcanza su temperatura de operación.

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Operación del circuito de control del sensor de temperatura de aire de admisión:

El sensor de temperatura de aire de admisión mide la temperatura del aire que entra al múltiple

de admisión. Este convierte la temperatura en un valor de resistencia que el ECM lee. El ECM

usa la señal de temperatura del aire de admisión para ayudar a determinar la sincronización

correcta de inyección y conectar o desconectar el calentador de aire de admisión durante la

operación en tiempo frío. El calentador de aire de admisión calienta el aire de entrada frío, mejora

la calidad en vacío inicial y reduce

significativamente el humo blanco mientras el motor alcanza su temperatura de operación.

Fuente maquinariaautomotriz.blogspot.com/.../motor-3126b-heui-componen...

SISTEMA DE ENFRIAMIENTO Y DE LUBRICACIÓN DE UN MOTOR : CONCEPTOS BÁSICOS

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La función principal del sistema de enfriamiento es mantener la temperatura correcta del motor al quitar el calor no deseado generado por la combustión y la fricción. La temperatura de combustión en un motor puede ser mayor que 1.927º C (3.500º F). Aunque los motores diesel proporcionan la potencia más rentable y eficiente térmicamente, aproximadamente sólo 40% del calor generado desarrollado durante la combustión se convierte en potencia útil. Del 60% restante, 7% se irradia directamente fuera de las superficies del motor, 23% va fuera con los gases de escape y 30% es disipado por el sistema de enfriamiento. El refrigerante circula a través de los conductos del motor llamados camisa de agua o de refrigerante. El refrigerante absorbe el calor de las superficies calientes del motor y lo transfiere al radiador donde se disipa a la atmósfera.

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Un radiador es una forma de intercambiador de calor, que usa aire para disipar el calor del sistema de enfriamiento. En aplicaciones marinas, otro tipo de intercambiador de calor usa agua de mar para enfriar el motor. En lugar de usar un radiador enfriado por aire para disipar el calor, el agua de mar es bombeada a través de un lado del núcleo del intercambiador de calor. El refrigerante del motor que circula en un sistema cerrado es bombeado a través del otro lado del intercambiador de calor donde es enfriado, y en diseños más recientes, por placas de titanio que actúan como aletas del radiador.

El sistema de enfriamiento también ayuda a mantener la temperatura correcta del aceite del motor, del aceite de la transmisión y del aceite hidráulico mediante el uso de enfriadores de aceite. Un enfriador de aceite es un tipo de intercambiador de calor. Con este dispositivo, el aceite fluye a través de una serie de tubos rodeados por refrigerante del motor que disipa una parte del calor del aceite. En los sistemas de posenfriamento con agua de las camisas (Jacket Water After- Cooled, en inglés), el refrigerante del motor se envía a través del refrigerante para enfriar el aire comprimido entre el turbocompresor y el múltiple de admisión. El refrigerante del motor también se usa para enfriar los turbocompresores.La bomba de agua proporciona circulación continua de refrigerante en cualquier momento que el motor esté girando. Las bombas de agua en la mayoría de motores medianos y grandes son impulsadas por engranajes; los motores más pequeños usan bombas de agua impulsadas por correas. Un termostato determina el flujo de refrigerante al radiador basado en la temperatura del refrigerante. En un motor frío, después del arranque, el termostato permanece cerrado, forzando al refrigerante a derivar el radiador o el intercambiador de calor y sólo circula dentro del bloque de motor, la culata y los enfriadores de aceite. Ésto permite que el motor alcance más rápido la temperatura de operación. Cuando el motor alcanza la temperatura de operación, el termostato se abre y el refrigerante se envía a través del radiador para ser enfriado. El sistema de enfriamiento es un sistema cerrado que desarrolla presión a medida que el refrigerante se calienta y expande. El exceso de presión se libera a través de la tapa del radiador.

El sistema de lubricación del motor realiza tres funciones principales:- Limpiar- Enfriar

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- Sellar y lubricarEl aceite limpia las piezas al sacar las partículas metálicas dañinas que se producen durante las operaciones normales del motor. El aceite también limpia las paredes del cilindro y arrastra depósitos de carbón y barniz producidos durante la combustión. Estas partículas luego se eliminan del sistema de lubricación en el filtro de aceite del motor.La segunda función del aceite es enfriar las piezas mediante la absorción y transporte del calor. El calor luego se disipa en el colector de aceite o, de manera más eficaz, en el enfriador de aceite.

La bomba de aceite (1) funciona en todo momento en que el motor está girando, para proporcionar circulación continua de aceite a través del motor. El refrigerante circula a través del enfriador de aceite (2), el cual transfiere el calor del aceite al refrigerante. Ésto disminuye la temperatura del aceite y protege sus propiedades de lubricación. El filtro de aceite reemplazable (3) limpia el aceite al retener las partículas metálicas y otros escombros que pueden dañar las piezas del motor.

El colector de aceite (sumidero) (1) se emperna a la parte inferior del motor y es el depósito de aceite del motor. Por el tubo de llenado de aceite se añade aceite al motor. Una válvula de derivación (2) redirige el flujo de aceite alrededor de ciertos componentes para evitar restricciones, como un filtro de aceite obstruido o un enfriador de aceite frío. Si el flujo de aceite se restringe en el sistema, la válvula de alivio se abrirá a cierta presión para purgar la presión alta de aceite y evitar un daño mayor. La varilla de medición proporciona un método para comprobar la cantidad de aceite del motor. El manómetro de aceite indica la presión del sistema de lubricación de aceite durante la operación del motor.

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El aceite va del colector de aceite (1) en la parte inferior del motor hacia arriba a través de la bomba de aceite y hasta el enfriador de aceite. En el enfriador de aceite, el aceite es enfriado por el refrigerante del motor. Luego, el aceite pasa a través de los filtros de aceite donde se eliminan escombros y contaminantes. El aceite limpio fluye dentro de los conductos de aceite internos del motor para lubricar los componentes, como el cigüeñal, las bielas, el árbol de levas y el tren de válvulas. Una cantidad menor fluye directamente al turbocompresor. El aceite luego regresa al colector de aceite del motor para comenzar el ciclo nuevamente. Una válvula de derivación en la base del filtro permite que el aceite sin filtrar derive un filtro obstruido de modo que el motor siempre tendrá aceite. Cuando el aceite se enfría, una válvula de derivación del enfriador de aceite envía el aceite alrededor del enfriador de aceite durante

el arranque.

SISTEMA DE LUBRICACIÓN

Los componentes del sistema de lubricación incluyen lo siguiente:

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1.-Bomba de Aceite

La bomba de aceite funciona cada vez que el motor está girando para proveer circulación continua del aceite a través del motor.

2.-Enfriador de Aceite

El refrigerante circula a través del enfriador de aceite proporcionando transferencia de calor desde el aceite hasta el refrigerante. Esto baja la temperatura del aceite y mantiene sus propiedades.

3.-Filtro de Aceite

El filtro de aceite limpia el aceite recogiendo las partículas de metal y basura que pueden dañar las piezas del motor.

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4.-Indicador de Nivel del Aceite (varilla indicadora)

La varilla indicadora proporciona un método de comprobar la cantidad de aceite en el motor.

5.-Indicador de Presión del Aceite

El indicador de presión del aceite indica la presión en el sistema de lubricación durante la operación del motor.

6.-Colector del Cárter

El colector del cárter (sumidero) se emperna en el fondo del motor y es el depósito para el aceite del motor.

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7.-Tubo de Llenado de Lubricante

Es aquí donde se vierte el aceite en el motor.

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FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA DE LUBRICACIÓN

1. El aceite fluye desde el colector del cárter (sumidero), en el fondo del motor, hasta la bomba de aceite.

2. Después al enfriador de aceite. Aquí el aceite es enfriado por el refrigerante del motor.

3. Después el aceite va a través de los filtros de aceite, donde se le extraen la basura y los contaminantes.

4. Después, el aceite limpio se mueve hacia adentro del múltiple de aceite en donde se bifurca tomando dos direcciones diferentes:

Hacia adentro del motor para lubricar los componentes, tales como los cojinetes, engranajes, pistones, camisas, válvulas, etc.

Y una parte más pequeña fluye directamente al turbocargador.

El aceite vuelve después al colector del cárter (sumidero) para comenzar otra vez el ciclo. Una válvula de derivación en la base del filtro permite que el aceite se desvíe alrededor de un filtro taponado para que el motor siempre tenga algún aceite. Cuando el aceite está frío, la válvula de derivación hace desviar el aceite alrededor del enfriador durante el arranque.

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Tren de fuerzas (Motores, convertidores, transmisiones diferenciales, mandos finales)

Tren de fuerzasEl tren de fuerzas de una maquinara es aquel conjunto de dispositivos encargado de convertir toda la energía en movimiento, ya sea para trasladar a la máquina o a que esta misma desarrolle cierta acción. En otras palabreas es la encargada de transmitir la fuerza al suelo.

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Entre los dispositivos que conforman el tren de fuerza de la maquinaria generalmente se encuentran los:

MotoresUn motor es una máquina capaz de transformar cualquier tipo de energía (eléctrica, de combustibles fósiles,...), en energía mecánica capaz de realizar un trabajo. En los automóviles este efecto es una fuerza que produce el movimiento. Existen diversos tipos, siendo los más comunes:

Motores térmicos: cuando el trabajo se obtiene a partir de energía térmica. Motores de combustión interna: son motores térmicos en los cuales se produce una combustión del fluido motor, transformando su energía química en energía térmica, a partir de la cual se obtiene energía mecánica. El fluido motor antes de iniciar la combustión es una mezcla de un comburente (como el aire) y un combustible, como los derivados del petróleo, los del gas natural o los biocombustibles.Motores de combustión externa: son motores térmicos en los cuales se produce una combustión en un fluido distinto al fluido motor. El fluido motor alcanza un estado térmico de mayor energía mediante la transmisión de energía a través de una pared.

Motores eléctricos: cuando el trabajo se obtiene a partir de una corriente eléctrica.

Generalmente en la actualidad la maquinaria pesada usa motores diesel, el motor diesel es un motor térmico de combustión interna cuyo encendido se logra por la temperatura elevada que produce la compresión del aire en el interior del cilindro.

1 Tren de fuerzas Caterpillar.2 Diagrama de un tren de fuerzas de un cargador de ruedas.

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3 Ventajas y desventajas de los motores dieselLa principal ventaja de los motores diesel, comparados con los motores a gasolina, estriba en su menor consumo de combustible. En automoción, las desventajas iniciales de estos motores (principalmente precio, costos de mantenimiento y prestaciones) se están reduciendo debido a mejoras como la inyección electrónica y el turbocompresor. No obstante, la adopción de la precámara para los motores de automoción, con la que se consiguen prestaciones semejantes a los motores de gasolina, presenta el inconveniente de incrementar el consumo, con lo que la principal ventaja de estos motores prácticamente desaparece. Tomando como referencia a la compañía Caterpillar los motores se pueden dividir en 3 categorías o niveles; motores nivel I, nivel II y nivel III; que deriva del trabajo que la máquina realizará. A continuación se enlistan las partes de cada motor:

Motor nivel I Anillos de pistón Cojinetes de bancada, cojinetes de vástago Guías de válvula Cojinetes de turbo Sellos de turbo Empaquetaduras/sellos

4

Motor nivel II Pistones Camisas Válvulas Árboles de levas

3 Corte de un motor Caterpillar C-15.4 Motor nivel I.

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5

Motores nivel III Bloques Culatas Cigüeñales Bielas

6

5 Motor nivel II.6 Motor nivel III.

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Convertidores de par.El convertidor de par hace las funciones de embrague entre el motor y la transmisión.

Las ventajas de un convertidor de par sobre un embrague convencional son las siguientes: Absorbe las cargas de choque. Evita que el motor se sobrecargue y llegue a calarse, permitiendo el funcionamiento a

la vez del sistema hidráulico. Proporciona las multiplicaciones de par automáticamente para hacer frente a la carga,

sin tener que cambiar de velocidad dentro de unos límites. Se elimina la necesidad de embrague. La carga de trabajo va tomándose de forma gradual. Se precisan menos cambios de velocidad

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7

El funcionamiento del convertidor de par es relativamente sencillo. Consta de dos turbinas enfrentadas, una de las cuales movida por el motor diesel impulsa el aceite que hay en el interior del convertidor contra la otra turbina, haciendo que esta gire y venza la resistencia de la transmisión y de las ruedas o cadenas. El cigüeñal del motor hace girar el Impulsor y este la turbina que mueve el eje de salida. Hasta ahora hemos descrito un embrague convencional que funciona por aceite, lo que en realidad hace cambiar el par es una tercera turbina llamada estator que proporciona una cierta graduación de la energía que se transmite del motor a la transmisión. Al girar el motor, la fuerza centrífuga lanza el aceite hacia la periferia del impulsor, en cada uno de os espacios delimitados por cada dos paletas; de éstos pasa a los espacios análogos delimitados por las paletas de la turbina, desde la periferia al centro, y después vuelve nuevamente al impulsor estableciéndose un circuito cerrado. Si la velocidad de rotación es suficientemente elevada, la turbina es arrastrada y gira a la misma velocidad, transmitiendo así el giro del motor a la transmisión, sin resbalamiento de la turbina. Esto ocurre, por ejemplo, cuando la máquina se mueve por inercia o cuesta abajo, o en un terreno llano sin carga. Cuando la máquina tiene que vencer una carga, por ejemplo cuando se encuentra con una pendiente pronunciada, baja la velocidad de giro de la transmisión, y por lo tanto la de la turbina. Al girar la turbina más despacio que el impulsor el aceite choca contra las paletas convirtiendo la energía perdida en calor. Mientras más despacio gire la turbina, con respecto al impulsor, habrá más pérdidas de energía del aceite. Vemos que si solamente usamos dos turbinas al aumentar la carga no hay aumento de par.

Las partes que forman realmente un convertidor de par que funciona como tal, son las siguientes (ver figura):

A. ImpulsorB. TurbinaC. EstatorD. Carcasa giratoriaE. Carrier o soporteF. Eje de salida

7 Diagrama de un convertidor de par.

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8

Flujo de aceite dentro de un convertidor de par. La carcasa giratoria D es impulsada por un estriado interior que lleva el volante del motor, y el impulsor A está empernado a la carcasa, por lo que gira con ella. La carcasa suele ser de fundición y el impulsor de aluminio.

La turbina B recibe el aceite procedente del impulsor y acciona el eje de salida F del convertidor. La turbina suele ser de aluminio y manda aceite al estator.

El estator C está fijado por el soporte E a la tapa o cárter del convertidor y permanece estacionario. El aceite que recibe de la turbina lo manda al impulsor. El estator suele ser de acero.

Veamos el flujo que sigue el aceite en el convertidor. El aceite, procedente del grupo de válvulas de control de la transmisión, entra al impulsor A por un conducto taladrado que tiene el soporte E. El impulsor A, accionado por la carcasa giratoria D y por el motor, actúa como una bomba centrifuga y arroja el aceite hacia la periferia, el aceite es obligado a pasar a la turbina B. El aceite a elevada velocidad golpea las paletas de la turbina, haciendo girar a ésta y al eje de salida F. El aceite procedente de la turbina B pasa al estator C y éste lo dirige nuevamente al impulsor A, comenzando de nuevo el ciclo.

Convertidor de parEl convertidor de par tiene un funcionamiento que se asemeja al de un embrague hidráulico pero posee una diferencia fundamental, y es que el convertidor es capaz de aumentar por sí sólo el par del motor y transmitirlo. En la figura inferior vemos el principio de funcionamiento tanto del embrague hidráulico y del convertidor. En a tenemos una rueda con unas cazoletas como si se tratara una rueda de noria de las utilizadas para sacar agua de los pozos. Hacemos incidir un chorro de aceite a presión sobre la cazoleta, esta es empujada moviendo la rueda. Vemos que la fuerza de empuje no es grande ya que con un dedo de la mano paramos la rueda. En b hemos añadido una placa deflectora entre el chorro de aceite y la cazoleta: Ahora el chorro de aceite empuja la cazoleta pero en vez de perderse rebota en la placa deflector que lo dirige otra vez contra la cazoleta por lo que se refuerza el empuje del chorro contra la cazoleta. Vemos ahora que el empuje del chorro sobre la cazoleta es mayor y necesitamos mas fuerza en la mano para evitar que gire la rueda.

8 Partes de un convertidor de par.

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Engranaje planetarioTambién llamado "engranaje epicicloidal", son utilizados por las cajas de cambio automáticas. Estos engranajes están accionados mediante sistemas de mando normalmente hidráulicos o electrónicos que accionan frenos y embragues que controlan los movimientos de los distintos elementos de los engranajes.La ventaja fundamental de los engranajes planetarios frente a los engranajes utilizados por las cajas de cambio manuales es que su forma es mas compacta y permiten un reparto de par en distintos puntos a través de los satélites, pudiendo transmitir pares mas elevados.

Si quieres ver como funciona un engranaje planetario haz click aquí.

En el interior (centro), el planeta gira en torno de un eje central.Los satélites engranan en el dentado del piñón central. Además los satélites pueden girar tanto en torno de su propio eje como también en un circuito alrededor del piñón central.Los satélites se alojan con sus ejes en el portasatélitesEl portasatélites inicia el movimiento rotatorio de los satélites alrededor del piñón central; con ello, lógicamente, también en torno del eje central.La corona engrana con su dentado interior en los satélites y encierra todo el tren epicicloidal. El eje central es también centro de giro para la corona.

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Estos tres componentes (planeta, satélites y corona) del tren epicicloidal pueden moverse libremente sin transmitir movimiento alguno, pero si se bloquea uno de los componentes, los restantes pueden girar, transmitiendose el movimiento con la relación de transmisión resultante según la relación existente entre sus piñones. Si se bloquean dos de los componentes, el conjunto queda bloqueado, moviendose todo el sistema a la velocidad de rotación recibida por el motor.

Las relaciones que se pueden obtener en un tren epicicloidal dependen de si ante una entrada o giro de uno de sus elementos existe otro que haga de reacción. En función de la elección del elemento que hace de entrada o que hace de reacción se obtienen cuatro relaciones distintas que se pueden identificar con tres posibles marchas y una marcha invertida. El funcionamiento de un tren epicicloidal es el siguiente:

1ª relación: si el movimiento entra por el planetario y se frena la corona, los satélites se ven arrastrados por su engrane con el planetario rodando por el interior de la corona fija. Esto produce el movimiento del portasatélites. El resultado es una desmultiplicación del giro de forma que el portasatélites se mueve de forma mucho más lenta que el planetario o entrada.

2ª relación: si el movimiento entra por la corona y se frena el planetario, los satélites se ven arrastrados rodando sobre el planetario por el movimiento de la corona. El efecto es el movimiento del portasatélites con una desmultiplicación menor que en el caso anterior.

3ª relación: si el movimiento entra por el planetario y, la corona o el portasatélites se hace solidario en su movimiento al planetario mediante un embrague entonces todo el conjunto gira simultáneamente produciéndose una transmisión directa girando todo el conjunto a la misma velocidad que el motor.

4ª relación: si el movimiento entra por el planetario y se frena el portasatélites, se provoca el giro de los planetarios sobre su propio eje y a su vez estos producen el movimiento de la corona en sentido contrario, invirtiendose el sentido de giro y produciéndose una desmultiplicación grande.

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Relación

Corona Planet

aPortasatélite

sDesmultiplicació

n

1ª FijaSalida

de fuerza

Impulsión Grande

2ªSalida

de fuerza

Fijo Impulsión Menor

3ª Fija FijoSalida de

fuerzaSin

desmultiplicación

4ªImpulsió

n

Salida de

fuerzaFijo Inversión de giro

Invirtiendo la entrada y la salida en las relaciones de desmultiplicación se obtendrían relaciones de multiplicación.Estas relaciones se podrían identificar con las típicas marchas de un cambio manual, sin embargo se necesitarían para ello distintos árboles motrices por lo que en la aplicación de un tren epicicloidal a un automóvil las posibilidades se reducen a dos marchas hacia delante y una hacia atrás. La entrada del par motor se realizaría por el planetario y la salida por el portasatélites o la corona. La primera relación descrita y la tercera serían la 1ª marcha y la directa respectivamente y la cuarta relación seria la marcha atrás.

Para poder combinar tres o más velocidades se usan habitualmente combinaciones de engranajes epicicloidales. Las cajas de cambio automáticas utilizan combinaciones de dos o tres trenes epicicloidaidales que proporcionan tres o cuatro relaciones hacia adelante y una hacia detrás. Como ejemplo tenemos la figura inferior.

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Sistema de mando para el cambio automáticoHemos visto el funcionamiento del convertidor de par y de los trenes epicloidales, ahora veremos como funcionan los elementos que controlan el cambio de velocidades. El sistema de control del cambio automático en la caja de cambios Hidramatic está formado por un circuito hidráulico y una serie de elementos, situados en el interior del cárter de la caja de cambios, que realizan las operaciones de cambio automático para las distintas velocidades, sin que tenga que intervenir el conductor.

Hay dos elementos principales que se encargan de frenar uno o varios de los componentes del tren epicicloidal para conseguir las diferentes reducciones de velocidad. Estos elementos son: la cinta de freno y el embrague.

La cinta de freno : consiste en una cinta que rodea un tambor metálico. Este tambor puede estar fijado al piñón planeta tal como se muestra en la figura, o puede ser la superficie exterior de la corona de engrane interior. Cuando la cinta de freno esta aplicada, queda inmovilizado el piñón planeta y el engranaje epicicloidal actúa como un reductor de velocidad. La corona interior estará girando, pues esta montada sobre el eje de entrada. Esta disposición hacen que giren los piñones satélites, a la vez que circunden el piñón planeta, arrastrando consigo al portasatélites, el cual girara animado de una velocidad de rotación inferior a la de la corona interior.

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El embrague : consiste en una serie de placas la mitad de las cuales están fijadas en el anillo exterior, llamado tambor de embrague que es solidario con el planeta y la otra mitad lo están al portasatélites. Cuando la presión del aceite aprieta entre si los dos juegos de placas del embrague, éste estará conectado. Cuando actúa el embrague diremos que el engranaje epicicloidal esta "bloqueado" ya que hacemos solidarios dos de sus componentes y el engranaje epicicloidal girara al completo sin ningún tipo de reducción.El aceite a presión que entra a través del tubo de aceite produce la aplicación o acoplamiento del embrague. El aceite a presión empuja hacia la izquierda al pistón anular dispuesto en el tambor del piñón planeta, de manera que las placas del embrague son apretadas las unas contra las otras, quedando así aplicado el embrague.En esta situación, el portasatélites y el piñón planeta son solidarios. El juego de engranaje epicicloidal esta ahora en transmisión o marcha directa.

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El dispositivo de la figura superior es solo uno de los varios que se usan en las cajas de cambios automáticas. En algunas de éstas, cuando la cinta esta aplicada, permanece inmovilizada la corona interior o el portasatélites. Las diferentes cajas de cambio pueden, sin embargo, inmovilizar diferentes miembros conjuntamente cuando está aplicado el embrague. No obstante, en todas las cajas de cambios automáticas el principio es el mismo. Hay reducción de marcha cuando está aplicada la cinta y hay transmisión en directa cuando está aplicado al embrague.

Circuito de mando hidráulicoEl sistema es gobernado por el pedal del acelerador (1) (figura inferior) y la velocidad del vehículo, seleccionando la marcha más adecuada de forma automática, sin que el conductor tenga que preocuparse del cambio de velocidades ni de accionar el embrague.Estas cajas suelen llevar una palanca de cambios (2) con tres posiciones: una para la marcha atrás (MA): otra (Lo) para cuando el vehículo rueda por terreno malo o con trafico congestionado, en la que sólo se seleccionan las marchas más cortas; y la tercera posición (Dr) para el automatismo total en que se seleccionan todas las marchas hacia adelante en función de la velocidad del vehículo. El punto muerto se encuentra (N). Esta nomenclatura varía según los fabricantes del mecanismo.

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Los elementos que componen este circuito de mando son los siguientes:

Cárter y bombas de aceite El fluido para el mando hidráulico es a base de aceite especial para este tipo de cajas de cambio y se aloja en el cárter (3) de la misma. Este aceite es utilizado para la lubricación de los engranajes, para llenar el embrague hidráulico o convertidor de par y para el circuito de mando.El aceite es distribuido en el circuito por dos bombas de engranajes (4 y 5), que aspiran el aceite del cárter y lo envían a presión a los elementos de mando a través de tuberías (a, b y c) de acero estirado en frío sin soldadura, capaces de soportar la presión con que circula el aceite por ellos.La bomba (4) recibe movimiento del árbol motor y realiza la lubricación de los mecanismos, el llenado del embrague hidráulico y suministra aceite con la suficiente presión al circuito de mando para accionar la primera velocidad.La bomba (5) recibe el movimiento del árbol de transmisión y añade su flujo de aceite al circuito de mando para el accionamiento del resto de las velocidades. Una válvula limitadora de presión mantiene constante la presión en el circuito a unos 6 kgf/cm2.

Corredera Este mecanismo de accionamiento mecánico (fig. inferior) consiste en una válvula corredera (6) accionada por una palanca (2) situada al alcance del conductor.En la posición (N) correspondiente al punto muerto, deja pasar la presión de aceite por la salida (a), dejando libres los frenos y embragues, con lo cual, los trenes giran en vacío sin

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transmitir movimiento alguno, cortando además el suministro de fluido al regulador centrífugo (7) y al distribuidor (8).En la posición (Dr), correspondiente al cambio automático (fig. inferior), la válvula deja pasar el aceite por las canalizaciones (b y c) hacia el regulador centrífugo (7) y al bombín del freno (11). La posición (Lo) da paso de aceite a un circuito de bloqueo en el distribuidor, de forma que sólo se seleccionan las velocidades más cortas.En la posición de marcha atrás (MA), se bloquea mecánicamente la corona del tercer tren y se deja paso de aceite para el funcionamiento del circuito en posición de marcha atrás.

Regulador centrífugo Este mecanismo (7) (fig. inferior) recibe movimiento en su eje (B) del árbol de transmisión, de la misma toma que la bomba de aceite (5). Está formado por un grueso plato (A) que recibe movimiento por su árbol (B). En el interior de este plato o volante centrífugo van montadas dos válvulas desplazables (V1 y V2) unidas a los contrapesos (C1 y C2) de distinto tamaño y peso que, por la acción centrífuga, se desplazan hacia afuera abriendo paso al aceite que llega por el conducto (c) hacia el distribuidor.La válvula (V1), por la acción del contrapeso (C1), se abre aproximadamente a las 1 300 r. p. m., dando paso al aceite con la presión suficiente para accionar la válvula (1-2) del distribuidor (8) y pasar de 1ª a 2ª velocidad. La válvula (V2), por la acción del contrapeso (C2), se abre a las 3 000 r. p. m., dejando pasar el aceite a mayor presión, que se suma al anterior para accionar las válvulas (2-3) y (3-4) del distribuidor, para los cambios de 3ª y 4ª velocidad.

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Retardador Este elemento, señalado con la marca (10) en el conjunto general, consiste (fig. inferior) en una válvula accionada por el pedal acelerador que tiene la misión de aumentar la presión en la cara opuesta de las válvulas del distribuidor. Esta presión refuerza la acción de los muelles de las válvulas, consiguiendo que la presión mandada por el regulador sea mayor, para actuar los cambios de marcha. Con ello se consigue apurar más las velocidades, sobre todo en caso de pendientes, donde interesa mantener una velocidad más corta.

Distribuidor Este elemento (8) (fig. esquema principal) constituye el cerebro del mando automático y se compone de tres válvulas (1-2), (2-3) y (3-4) reguladas a distinta presión de funcionamiento, las cuales reciben el aceite a presión del regulador (7) en función de la velocidad del vehículo.Según la presión que llegue a las válvulas, actúa una u otra, mandando el aceite a presión a los mecanismos que actúan los frenos de cinta o embragues de los trenes epicicloidales.

Válvula de mando y bombines de accionamiento La válvula de mando (9) (fig. esquema principal) ejecuta las maniobras de cambio según reciba el aceite a presión por uno u otro lado de sus pistones. Los bombines de accionamiento (11, 12, 13 y 14) realizan las maniobras de apertura y cierre de las cintas de freno y embragues de acuerdo a la marcha seleccionada.

Funcionamiento del circuitoEl funcionamiento del circuito en las correspondientes posiciones de la palanca de cambios, es el siguiente.

Punto muertoEstando la palanca de cambios en la posición (N), el aceite suministrado por la bomba (4), ya que la (5) no recibe movimiento, pasa por la canalización (a) hacia el bombín de freno (12), venciendo la

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acción de su resorte y dejando libre al freno (F1). Como el freno (F1) y los embragues (E1 y E2) no reciben presión por estar cortado el circuito en la corredera (6), todos los elementos quedan liberados y, por tanto, los trenes giran en vacío sin transmitir movimiento.

Posición de cambio automáticoColocando la palanca en posición (Dr), se corta la presión de aceite en la canalización (a) y se da paso al circuito por (b y c); el sistema actúa de la siguiente forma:

Primera velocidad.Al cesar la presión en el canal (a), el bombín (12), por la acción de su resorte, cierra el freno de cinta (F2).La presión del canal (b) acciona el bombín (11) que cierra el freno (F1). La presión del canal (c) que llega al regulador (7) no tiene paso al distribuidor (8), ya que al girar a pocas revoluciones el volante del regulador, no actúan los contrapesos, impidiendo la apertura de las válvulas y, por tanto, el paso de aceite. En estas condiciones se tiene:

Segunda velocidad.Cuando el vehículo alcanza mayor velocidad, la transmisión mueve el regulador centrífugo (7) actuando la válvula (V1) y dejando pasar algo de aceite a las válvulas del distribuidor, cuya presión es suficiente para vencer el resorte de la válvula (1-2) (tara más pequeña), permaneciendo cerradas las demás.Esta válvula manda aceite a presión a la válvula de mando (9), pasando al bombín (13) que acciona el embrague (E1) y a la cara posterior del bombín (11) que, ayudado por el resorte, abre el freno (F1). Como los bombines de los elementos (E2 y F2) no reciben presión, estos permanecen en su estado de reposo; o sea:

Tercera velocidadAl aumentar más la velocidad del vehículo, la presión de aceite, por efecto de la bomba (5), es mayor y también lo es el paso del mismo por el regulador centrífugo (7), con lo cual aquella es capaz de vencer el resorte de la válvula (2-3) del distribuidor (8). La presión suministrada por esta válvula llega al bombín (11) abriéndolo y al (12) cerrándolo; llega también a la válvula (8), desplazando el pistón grande hacia la izquierda y, por tanto, cerrando el suministro de la válvula (1-2). Al quedar sin presión, el bombín (13), corta el paso de aceite al bombín (11) que, por la presión del conducto (b), cierra el freno (F1). En estas condiciones se tiene:

Cuarta velocidadA mayor velocidad del vehículo, el regulador (7) abre las dos válvulas mandando aceite con la suficiente presión para vencer el resorte de la válvula (3-4) del distribuidor (8).La presión de esta válvula llega a la válvula (9) desplazando sus pistones hacia la derecha, por ser este émbolo de mayor sección. Este desplazamiento deja libre el paso de aceite procedente de la válvula (1-2) que cierra el bombín (13) y abre el bombín (11).De la misma forma, el aceite procedente de la válvula (2-3), cierra el bombín (14) y abre el (12) con lo que resulta:

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Marcha atrásPara efectuar la marcha atrás, se sitúa la palanca en posición (MA). De este modo se accionan mecánicamente unas palancas que producen el enclavamiento de la corona del tren (III), al mismo tiempo que la corredera (6) permite el paso del aceite por (a) y (b), obteniéndose:

Efecto del retardadorSe ha podido observar que el paso de una velocidad a otra se realiza siempre a velocidades determinadas del vehículo, lo que no resulta adecuado pues, a veces, se necesita una velocidad más corta con el motor más acelerado (pendientes, arranque, aceleraciones, etc.).Esto se consigue con el retardador (10), movido por el pedal acelerador, que manda aceite a menor o mayor presión según su recorrido al lado opuesto de las válvulas del distribuidor, con lo cual, el aceite suministrado por el regulador, necesitará mayor presión para accionar estas válvulas, o lo que es lo mismo, mayor velocidad del vehículo para conseguir el mismo efecto. De esta forma se consigue apurar más los cambios, actuando sobre el pedal acelerador y retardador.

Selección de marchas cortasGeneralmente, estas cajas de cambio llevan una posición de la palanca de cambios (Lo), con la que se efectúa un enclavamiento de la válvula (2-3), impidiendo el paso a la 3ª velocidad. En estas condiciones el vehículo circula solamente en 1ª y 2ª velocidad. Esta posición se selecciona para circular con tráfico muy intenso o cuando las pendientes a subir o bajar son muy pronunciadas.

En la figura inferior tenemos un esquema se un sistema hidráulico de control de la cinta de freno y embrague de un tren epicicloidal que no es exactamente igual al estudiado hasta ahora pero si muy parecido. En este sistema, normalmente, en reposo la cinta de freno esta aplicada y el embrague en posición de desacoplado, con lo cual se produce una reducción de velocidad. Pero cuando la "válvula de mando" se desplaza, el aceite a presión procedente de la bomba se introduce por la parte anterior del pistón que acciona la cinta de freno, asi como en el pistón del embrague. Esto hace que la cinta de freno se afloje y que se accione el embrague. En este momento el embrague bloquea simultáneamente dos elementos del sistema epicicloidal funcionando como un acoplamiento directo.

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Tren de fuerza

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Transmisiones diferencialesSe conoce como diferencial al componente encargado, de trasladar la rotación, que viene del motor, transmisión, hacia las ruedas encargadas de la tracción.

Un diferencial es el elemento mecánico que permite que las ruedas derecha e izquierda de un vehículo giren a revoluciones diferentes, según éste se encuentre tomando una curva hacia un lado o hacia el otro. El diferencial consta de engranajes dispuestos en forma de "U" en el eje. Cuando ambas ruedas recorren el mismo camino, por ir el vehículo en línea recta, el engranaje se mantiene en situación neutra. Sin embargo, en una curva los engranajes se desplazan ligeramente, compensando con ello las diferentes velocidades de giro de las ruedas. La diferencia de giro también se produce entre los dos ejes. Las ruedas directrices describen una circunferencia de radio mayor que las no directrices, por ello se utiliza el diferencial.

Los diferenciales son los conjuntos que van colocados en el centro del eje que soporta las ruedas. Tienen dos misiones fundamentales: primero cambiar el flujo de potencia que viene de la transmisión en ángulo recto para accionar las ruedas, y segundo hacer que las ruedas giren a distinta velocidad cuando la máquina efectúa un giro. Para cambiar la dirección del flujo de fuerza no es necesario en realidad un diferencial, sino que es suficiente con un eje cónico y un engranaje, de hecho hay algunas máquinas que llevan un eje de este tipo porque el radio de giro es lo suficientemente amplio como para no necesitar el efecto diferencial. Sin embargo la mayoría de las máquinas si lo usan, para evitar el desgaste excesivo de los neumáticos y proporcionar mayor maniobrabilidad en los giros.

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El diferencial consta de los elementos siguientes: Corona. Planetario. Caja de satélites. Palier. Piñón cónico.

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Mandos FinalesLos mandos finales son aquellos dispositivos que se encargan de canalizar la potencia del motor para poder dar movimiento a cualquier elemento del la maquinaria.

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10 Diferencial Mecánico.

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1.3 Sistemas Auxiliares (Eléctricos, hidráulicos, neumáticos, frenos)

Sistema eléctricoSistema eléctrico a un conjunto de dispositivos cuya función es proveer la energía necesaria para el arranque y correcto funcionamiento de los accesorios eléctricos tales como luces, electrodomésticos y diversos instrumentos. Cuando los expertos diseñan un sistema eléctrico lo hacen pensando en cómo proveer energía aún en las peores condiciones de operación; los sistemas de 12 volts son los más tradicionales y, a su vez, los menos costosos, los de 24 volts se consideran los más eficientes.

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En la actualidad los sistemas eléctricos de las máquinas han evolucionado tremendamente comparados con los existentes hace relativamente poco tiempo.La introducción de la electrónica en ellos hace que cada nuevo modelo que sale al mercado suponga la introducción de nuevos componentes y nuevas funciones.En estos artículos vamos a tratar de forma general los componentes más importantes así como sus funciones, dejaremos los sistemas electrónicos para otros capítulos posteriores teniendo en cuenta su complejidad.

Las funciones básicas del sistema eléctrico comienzan nada más arrancar la máquina. Consisten en suministrar la energía necesaria para arrancar el motor, utilizar luces, accesorios eléctricos, instrumentos, indicadores etc. Los componentes electrónicos que forman parte del sistema eléctrico sirven en su mayoría para efectuar un control más fino de los distintos componentes como la inyección del motor, control de cambios de la servotransmisión, control de las funciones hidráulicas, etc, y todo ello de una forma que permite el ajuste o modificación de los parámetros de funcionamiento, de manera que la máquina se adapte en cada momento a las condiciones en que trabaja, de una forma automática.

Sistema de carga y arranque.El sistema se compone de batería, motor de arranque y alternador con su regulador incorporado. Es el sistema que requiere más potencia de todos los de la máquina. En motores antiguos también se contemplan bujías de precalentamiento o calentadores para motores dotados de sistema de pre combustión.

La batería es la encargada de mantener una reserva de corriente para hacer funcionar el arranque y los accesorios mientras la máquina esta parada. También actúa de reserva cuando el generador no es suficiente porque el consumo eléctrico momentáneo supere su capacidad de producir corriente, y estabiliza el sistema absorbiendo las cargas puntuales que se producen cuando se enciende o apaga algún componente de fuerte consumo. Normalmente suelen ser de plomo y ácido. El almacenamiento de la energía se hace de forma química y la potencia la da en forma de electricidad.

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12 Partes de una bateria

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Actualmente la mayoría de las baterías utilizadas en máquinas no requieren mantenimiento alguno durante toda su vida útil, sin embargo es conveniente comprobar de vez en cuando el estado de los bornes y conexiones, puesto que la intensidad de corriente que pasa por ellos es tan fuerte que un borne flojo puede dar lugar a una avería prematura de la batería.

Problemas en las baterías:

Se pueden presentar diversos problemas en las baterías entre los que se pueden destacar:Roturas de carcasas y puentes entre bornes, generalmente por golpes y vibraciones.Cortocircuito entre las placas, generalmente producidos por decantación en el fondo del material desprendido de las placas que se va acumulando hasta llegar a la altura de las mismas cortocircuitándolas. Suele darse en uno de los vasos lo que inutiliza toda la batería.Oxidación de las placas, producida por el paso del tiempo o bien por una carga excesiva por defecto en el alternador o por haber quedado descubiertas sin electrolito.Las baterías utilizadas en maquinaria como las utilizadas en el transporte suelen ser de gran capacidad, puesto que los motores grandes requieren motores de arranque de mucha potencia que precisan grandes intensidades de corriente al mismo tiempo que los diversos sistemas tanto de iluminación como electrónicos cada vez más comunes y en más cantidad requieren capacidades de reserva cada vez más altas.Para comprobar la carga de una batería se utiliza un comprobador de descarga que mide la tensión entre los bornes aplicando una carga parecida a la del motor de arranque. Aunque es posible que la batería no pueda conservar la carga, por lo que es conveniente efectuar de nuevo la prueba transcurridos algunos días para asegurarse.Las baterías modernas no necesitan mantenimiento ni relleno de electrolito, simplemente una limpieza de bornes y en general de la batería de vez en cuando servirá para mantenerla en perfecto estado de funcionamiento.

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Sistema de Frenos

Frenos de servicio de los dúmperes de CaterpillarFrenos Traseros de Discos Refrigerados por Aceite del dúmper 773DLos frenos Caterpillar de discos múltiples, refrigerados por aceite a presión están refrigerados continuamente proporcionando una capacidad de frenado y de retardo y una resistencia a la fatiga, excepcionales. El Control Automático del Retardador y la Ayuda Automática Electrónica a la Tracción utilizan los frenos traseros refrigerados por aceite para aumentar las prestaciones del dúmper y aumentar su productividad.

1 Pistón de Estacionamiento/Secundario

2 Pistón de Servicio/Retardo 3 Discos de Fricción 4 Platos de Acero 5 Muelles de Empuje

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6 Entrada del Aceite de Enfriamiento 7 Salida del Aceite de Enfriamiento

Los frenos de discos refrigerados por aceite están diseñados y fabricados para funcionar con total seguridad, sin necesidad de ajustes, proporcionando mejor rendimiento y mayor duración que los sistemas de zapata y de discos secos.Una película de aceite evita el contacto directo de los discos. Esto absorbe las fuerzas de frenado, mantiene el aceite lubricante y disipa el calor, alargando la duración del sistema. El diseño de doble pistón, patentado por Caterpillar combina los frenos secundario y de estacionamiento y las funciones del retardador.El pistón principal es accionado hidráulicamente proporcionando las funciones de retardo y de freno de servicio. El pistón secundario se aplica por muelle y se mantiene en la posición de desactivado por la presión hidráulica. En caso de que la presión del sistema hidráulico descienda por debajo de un determinado nivel, el pistón secundario que se aplica por muelle aplicará automáticamente los frenos. El sistema del retardador tiene una potencia de 1864 kW (2500 HP) en servicio intermitente y de 895 kW (1200 HP) en servicio continuo.Durante el retardo, el motor trabaja en contra de la compresión y se corta la entrada de combustible, aumentando el rendimiento de la máquina. Las fuerzas de retardo son absorbidas por las ruedas por lo que no se producen en el eje motriz tensiones asociadas con el sistema de retardo.

Los dúmperes Caterpillar llevan los siguientes sistemas de freno:1. Freno de estacionamiento. Actúan sobre el pistón 1 2. Freno de servicio. Actúan sobre el pistón 2. 3. Retardador. Actúan sobre el pistón 2. 4. Freno de emergencia. Actúan sobre el pistón 1 y 2 y sobre los frenos delanteros aunque

estos estén desconectados. 5. Frenos delanteros. Solamente funcionan con los de servicio si están conectados.(tecla

en el cuadro). 6.

Frenos delanterosFrenos delanteros de discos refrigerados por aceite (opción). Ver foto superior Proporcionan mayor capacidad de frenado y control de la máquina cuando se trabaja sobre suelos resbaladizos y deslizantes. Los frenos delanteros son de serie, la opción consiste en colocar refrigeración.

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El frenado se distribuye entre los dos ejes aumentando la tracción. Cuando los transportes cuesta abajo son largos, la reconstrucción de los frenos se hace menos frecuente.

Introducción- 1 Introducción- 1.4 Medios de locomoción

Al seleccionarse un tractor debe considerarse distintos factores que determinaran el tamaño, potencia, tipo de hoja a utilizar, entre otros. Algunos de estos factores son:

El tamaño que se requiere para determinada obra.

La clase de obra en la que se empleara, conformación, jalando una escrepa, jalando un vagón, arando, etc.

El tipo de terreno sobre el que viajara, alta o baja eficiencia de tracción.

La firmeza del camino de acarreo.

La rigurosidad del camino.

Pendiente del camino.

La longitud de acarreo.

El tipo de trabajo que tenga que hacerse después de terminada la obra.

Por lo tanto en este tema trataremos los medios de locomoción ya que también representan un factor importante en el desempeño de la tarea o trabajo a realizar, por que de la velocidad de desplazamiento de la maquina dentro del área de trabajo implica relativamente el avance de la obra o proyecto realizado.

Así pues hemos considerado dos medios de locomoción principales como son las cadenas de transito y los neumáticos utilizados para diferentes tipos de maquinaria, mas adelante mostraremos las características y mencionaremos sus ventajas y desventajas de estos medios de locomoción.

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1.4 Medios de locomociónCadenas o transito: utilizadas para terrenos inestables de topografía accidentada

Presentan mayor tracción en el suelo, pero menor velocidad de desplazamiento

Un claro ejemplo de maquinaria que se desplaza por medio de cadenas o de transito son los tractores bulldozer. Dentro de los bulldozer o tractores tenemos los tipos de locomoción por medio de cadenas o tránsitos (orugas).

Como podemos ver claramente las cadenas famosamente conocidas como orugas, son de muchisima ventaja para la utilizacion puesto que al presentar mayor traccion sobre las ruedas de transito, estas favorecen la potencia de empuje del motor, este tipo de cadenas los podemos ver en diversas variantes de maquinaria pesada:

Trenes de Rodamiento de Orugas y sus partes

Somos Distribuidores Exclusivos de los Rodajes Berco®, marca que es considerada la número uno en fabricación de rodamientos para maquinaria de orugas.

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Repuestos Equivalentes para Maquinaria CAT®

Agro-Costa como Distribuidor Autorizado de CTP, vende repuestos equivalentes de esta marca, los cuales son fabricados bajos los más rigurosos estándares de calidad.

Sellos y Empaquetaduras

En cuanto a Sellos y Empaquetaduras Agro-Costa consciente de que nuestros clientes necesitan piezas de excelente calidad y de alto rendimiento ofrecemos los Sellos y Empaquetaduras CTP, los cuales son fabricados con el respaldo de Interface Solution Inc. (ISI), empresa líder en la producción de material para Sellos y Empaques. Haciendo así de los Sellos y Empaques CTP una alternativa confiable que además ofrece un extenso rango de Kits de Empaquetaduras y Sellos para maquinas de movimiento de tierra.

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Tipos de cadenasLos actuales trenes de rodaje utilizados en la

maquinaria se clasifican en varios tipos dependiendo del sistema bulón-casquillo (ver componentes) que se use.

Los primeros rodajes que existieron contactaban directamente metal contra metal entre el bulón y el casquillo. Con el giro de las cadenas ambos componentes se desgastaban hasta el punto de destrucción en un corto periodo de tiempo. La suciedad se introducía entre el bulón y el asquillo y aceleraba el proceso de destrucción. Además el contacto del casquillo contra la rueda cabilla producía también un desgaste exterior en el casquillo. Por otra parte los eslabones se desgastaban en contacto con las ruedas guías y los rodillos inferiores y superiores.

Más tarde se introdujo un retén que impedía la entrada de suciedad entre los bulones y los casquillos lo que retardaba el desgaste que se producía en el conjunto. A este tipo de cadenas se le llama cadena sellada. Son las cadenas que vemos habitualmente en casi todas las excavadoras de cadenas.

Una variante de este sistema lo constituyen las cadenas lubricadas con grasa que es una cadena sellada en la que se le introduce grasa en el interior en el momento del montaje. Lo

utilizan algunas casas comerciales últimamente en sus excavadoras.A continuación se cambió el sistema de retenes y se introdujo aceite entre el eslabón y el casquillo. Son las cadenas selladas y lubricadas. Con esto se consigue que el desgaste interno entre el bulón y el casquillo sea prácticamente inexistente, prolongando la vida útil del conjunto de las cadenas pasando a ser el desgaste externo de los casquillos el factor crítico de destrucción de la cadena. Este tipo de cadenas selladas y lubricadas requieren normalmente un mantenimiento a la mitad de su vida útil. Se desmonta todo el conjunto

y al montarlo de nuevo se giran los casquillos 180 grados de manera que la parte más desgastada pase al lado contrario, con lo que si el desgaste del eslabón lo permite se disponga de un 50% más de vida. Es necesario un seguimiento del rodaje para determinar el punto en el cual es necesario el mantenimiento. Este tipo de rodajes se usan normalmente en palas de cadenas, buldózer, tiendetubos, etc.

Un paso más adelante lo constituyen las cadenas de casquillo giratorio que es el último invento de Caterpillar. Este tipo de cadenas además de ser selladas y lubricadas llevan un doble sistema de retenes que permite el giro libre de los casquillos al entrar en la rueda de tracción o rueda cabilla, con lo que se evita el desgaste externo de los casquillos como factor crítico de destrucción y además se descarta el mantenimiento de las cadenas con el consiguiente ahorro de costes. Este sistema por sus costes se aplica solamente en buldózer de momento. Este invento posiblemente en unos pocos años revolucionará los trenes de rodaje de la maquinaria, modificando posiblemente la conexión de todos los componentes del sistema.

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Actualmente existen muy pocas máquinas en el mercado con este tipo de rodajes, pero no nos cabe la menor duda de que el futuro lleva este camino.

Los rodillos inferiores, superiores y ruedas guías llevan también aceite en el interior de sus ejes para evitar el desgaste prematuro.

Algunos ejemplos de cadenas utilizadas como medio de locomoción

Oruga de acero y goma McLaren Industries

Oruga de goma SOLIDEAL INTERNATIONAL

Oruga de goma SOLIDEAL INTERNATIONAL

Oruga de goma Dongil Rubber Belt

Oruga de goma para cargadoras de cadenas McLaren

Oruga de goma para mini-excavadora McLaren Industries

http://www.directindustry.es/prod/mclaren-industries/oruga-de-goma-para-mini-excavadora-55441-386812.html

http://www.directindustry.es/prod/mclaren-industries/oruga-de-goma-para-cargadoras-de-cadenas-55441-386808.html

http://www.directindustry.es/prod/dongil-rubber-belt/oruga-de-goma-19347-153767.html

http://www.directindustry.es/prod/solideal-international/oruga-de-goma-25575-312548.html

http://www.directindustry.es/prod/solideal-international/oruga-de-goma-25575-312525.html

http://www.directindustry.es/prod/mclaren-industries/oruga-de-acero-y-goma-55441-386817.html

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Oruga para minicargadoras McLaren Industries

Neumáticos: generalmente utilizada para terrenos firmes de topografía sensiblemente plana, presentan menor tracción en el suelo y una mayor velocidad de desplazamiento

Autoelevadores Cargadoras compactas Cargadora Frontal Excavadoras

Rodillos Vibratorios Retroexcavadoras Tractores de Orugas Motoniveladoras

A continuación mencionaremos algunos tipos de neumáticos de la amplia gama clasificada

http://www.directindustry.es/prod/mclaren-industries/oruga-para-minicargadoras-55441-386801.html

http://www.viarural.com.mx/agroindustria/maquinaria-construccion/case/autoelevadores/default.htm

http://www.viarural.com.mx/agroindustria/maquinaria-construccion/case/cargadoras-compactas/default.htm

http://www.viarural.com.mx/agroindustria/maquinaria-construccion/case/cargadoras-frontales/default.htm

http://www.viarural.com.mx/agroindustria/maquinaria-construccion/case/excavadoras/default.htm

http://www.viarural.com.mx/agroindustria/maquinaria-construccion/case/rodillos-vibratorios/default.htm

http://www.viarural.com.mx/agroindustria/maquinaria-construccion/case/retroexcavadoras/default.htm

http://www.viarural.com.mx/agroindustria/maquinaria-construccion/case/tractores-de-orugas/default.htm

http://www.viarural.com.mx/agroindustria/maquinaria-construccion/case/motoniveladoras/default.htm

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Llanta para máquinas de obras Trelleborg Wheel Systems

Neumático para apisonadora Michelin

Neumático para apisonadora Denman tire corporation

Neumático para apisonadora GPX

Neumático para apisonadora Marangoni Pneumatici

Neumático para autocargador forestal GPX

Neumático para cargador Michelin

http://www.directindustry.es/prod/michelin/neumatico-para-cargador-20173-44284.html

http://www.directindustry.es/prod/gpx/neumatico-para-autocargador-forestal-60260-387696.html

http://www.directindustry.es/prod/marangoni-pneumatici/neumatico-para-apisonadora-60534-387926.html

http://www.directindustry.es/prod/gpx/neumatico-para-apisonadora-60260-387699.html

http://www.directindustry.es/prod/denman-tire-corporation/neumatico-para-apisonadora-60532-387716.html

http://www.directindustry.es/prod/michelin/neumatico-para-apisonadora-20173-44297.html

http://www.directindustry.es/prod/trelleborg-wheel-systems/llanta-para-maquinas-de-obras-23374-58393.html

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Neumático para cargador ALLIANCE

Neumático para cargador GPX

Neumático para cargador ZEUS GmbH Winstone

Neumático para desalojador forestal ALLIANCE

Neumático para desalojador forestal GPX

Neumático para dozer ALLIANCE

http://www.directindustry.es/prod/alliance/neumatico-para-dozer-56909-387093.html

http://www.directindustry.es/prod/gpx/neumatico-para-desalojador-forestal-60260-387694.html

http://www.directindustry.es/prod/alliance/neumatico-para-desalojador-forestal-56909-387103.html

http://www.directindustry.es/prod/zeus-gmbh/neumatico-para-cargador-58085-390511.html

http://www.directindustry.es/prod/gpx/neumatico-para-cargador-60260-387705.html

http://www.directindustry.es/prod/alliance/neumatico-para-cargador-56909-387094.html

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Neumático para dúmper articulado ALLIANCE

Neumático para dúmper articulado ZEUS GmbH Winstone

Neumático para excavadora hidráulica Michelin

Neumático para excavadora hidráulica Marangoni Pneumatici

Neumático para grúa ALLIANCE

Neumático para grúa ZEUS GmbH Winstone

http://www.directindustry.es/prod/zeus-gmbh/neumatico-para-grua-58085-390513.html

http://www.directindustry.es/prod/alliance/neumatico-para-grua-56909-387101.html

http://www.directindustry.es/prod/marangoni-pneumatici/neumatico-para-excavadora-hidraulica-60534-387932.html

http://www.directindustry.es/prod/michelin/neumatico-para-excavadora-hidraulica-20173-44298.html

http://www.directindustry.es/prod/zeus-gmbh/neumatico-para-dumper-articulado-58085-390512.html

http://www.directindustry.es/prod/alliance/neumatico-para-dumper-articulado-56909-387090.html

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Neumático para máquina agrícola ALLIANCE

Neumático para máquina agrícola Denman tire corporation

Neumático para máquina agrícola GPX

Neumático para máquina agrícola Trelleborg Wheel Systems

Neumático para máquina de cantera ALLIANCE

Neumático para máquina de obras SOLIDEAL NTERNATIONAL

Neumático para máquina de obras ALLIANCE

http://www.directindustry.es/prod/alliance/neumatico-para-maquina-de-obras-56909-386998.html

http://www.directindustry.es/prod/solideal-international/neumatico-para-maquina-de-obras-25575-58120.html

http://www.directindustry.es/prod/alliance/neumatico-para-maquina-de-cantera-56909-386994.html

http://www.directindustry.es/prod/trelleborg-wheel-systems/neumatico-para-maquina-agricola-23374-123134.html

http://www.directindustry.es/prod/gpx/neumatico-para-maquina-agricola-60260-387692.html

http://www.directindustry.es/prod/denman-tire-corporation/neumatico-para-maquina-agricola-60532-387719.html

http://www.directindustry.es/prod/alliance/neumatico-para-maquina-agricola-56909-386900.html

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ConclusionesComo podemos darnos cuenta, la importancia del medio de locomoción en la maquinaria es importante puesto que estos medios influyen en la velocidad de desplazamiento, y la velocidad de desplazamiento en el avance de la obra, así pues, para mover grandes volúmenes de tierra por ejemplo utilizaríamos un medio de locomoción que presente mayor fricción y tracción en el suelo pues esto favorece a la potencia del motor en su empuje, pero si vamos a cargar la tierra en un camión ubicado a varios metros de distancia a campo abierto, pues utilizaríamos una maquina, en este caso un cargador de neumáticos por su velocidad de desplazamiento sobre el suelo.

Cabe mencionar que es importante también conocer el tipo de suelo donde se está trabajando pues depende también mucho de este la funiconabilidad del medio de locomoción, así pues si se trabaja en un suelo muy lodoso no es muy conveniente trabajar con maquinas de neumáticos puesto que presentan menos tracción en estos suelos y si una maquina de oruga. En cambio si se requiere hacer un trabajo final en el pavimento por ejemplo, por supuesto que utilizaríamos una maquina ya sea motoconformadora, compactadora o cargador de neumáticos.

Por lo anterior mencionado podemos concluir en que cada medio de locomoción tiene sus ventajas y también sus desventajas dependiendo de tipo de suelo y del tipo de obra a realizar.

SISTEMA HIDRAHULICO

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Sistemas hidráulicos

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Todas las máquinas de movimiento de tierras actuales, en mayor o menor medida, utilizan los sistemas hidráulicos para su funcionamiento; de ahí la importancia que estos tienen en la configuración de los equipos y en su funcionamiento.Un sistema hidráulico constituye un método relativamente simple de aplicar grandes fuerzas que se pueden regular y dirigir de la forma más conveniente. Otras de las características de los sistemas hidráulicos son su confiabilidad y su simplicidad. Todo sistema hidráulico consta de unos cuantos componentes relativamente simples y su funcionamiento es fácil de entender.Vamos a tratar de describir algunos principios de funcionamiento así como algunos componentes simples y la forma en que se combinan para formar un circuito hidráulico.Hay dos conceptos que tenemos que tener claros el de fuerza y el de presión. Fuerza es toda acción capaz de cambiar de posición un objeto, por ejemplo el peso de un cuerpo es la fuerza que ejerce, sobre el suelo, ese objeto. La presión es el resultado de dividir esa fuerza por la superficie que dicho objeto tiene en contacto con el suelo. La presión se mide generalmente en Kilogramos/Cm2.La hidráulica consiste en utilizar un liquido para transmitir una fuerza de un punto a otro. Los líquidos tienen algunas características que los hacen ideales para esta función, como son las siguientes:Incompresibilidad. (Los líquidos no se pueden comprimir) Movimiento libre de sus moléculas. (Los líquidos se adaptan a la superficie que los contiene). Viscosidad. (Resistencia que oponen las moléculas de los líquidos a deslizarse unas sobre otras). Densidad. (Relación entre el peso y el volumen de un líquido). D=P/V La densidad patrón es la del agua que es 1, es decir un decímetro cúbico pesa un kilo. El principio más importante de la hidráulica es el de Pascal que dice que la fuerza ejercida sobre un líquido se transmite en forma de presión sobre todo el volumen del líquido y en todas direcciones.Generalmente la fuerza Hidráulica se consigue empujando el aceite por medio de una bomba conectada a un motor, se transmite a través de tuberías metálicas, conductos, latiguillos, etc. y se proyecta en cilindros hidráulicos, motores, etc.Un circuito hidráulico básico podría constar de un depósito de aceite, una bomba que lo impulsa, una tubería que lo transmite y un cilindro que actúa.

Componentes básicos de los circuitos hidráulicos

Los sistemas hidráulicos se componen básicamente de: Bombas. Tuberías. Válvulas. Depósitos. Cilindros o botellas. Motores. Filtros.

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Las bombas hidráulicas en maquinaria suelen ser de tres tipos fundamentalmente: Bombas de engranajes, bombas de paletas y bombas de pistones.

Una bomba hidráulica es un dispositivo tal, que recibiendo energía mecánica de una fuente exterior, la transforma en una energía de presión transmisible de un lugar a otro de un sistema hidráulico a través de un líquido cuyas moléculas estén sometidas precisamente a esa presión.Se dice que una bomba es de desplazamiento negativo cuando su órgano propulsor no contiene elementos móviles; es decir, que es de una sola pieza, o de varias ensambladas en una sola. Otra definición para aclarar los términos dice que las bombas de desplazamiento negativo son las que desplazan una cantidad variable de líquido dependiendo de la presión del sistema. A mayor presión menor cantidad de líquido desplazará.A este caso pertenecen las bombas centrífugas, cuyo elemento propulsor es el rodete giratorio. En este tipo de bombas, se transforma la energía mecánica recibida en energía hidro-cinética imprimiendo a las partículas cambios en la proyección de sus trayectorias y en la dirección de sus velocidades. Es muy importante en este tipo de bombas que la descarga de las mismas no tenga contrapresión pues si la hubiera, dado que la misma regula la descarga, en el caso límite que la descarga de la bomba estuviera totalmente cerrada, la misma seguiría en movimiento NO generando caudal alguno trabajando no obstante a plena carga con el máximo consumo de fuerza matriz.

Bombas hidráulicas de engranajes o piñones

Este es uno de los tipos más populares de bombas de caudal constante usados en la maquinaria. En su forma más común, se componen de dos piñones dentados acoplados que dan vueltas, con un cierto juego, dentro de un cuerpo estanco. El piñón motriz o principal esta enchavetado sobre el árbol de arrastre accionando generalmente por el motor diesel o por una toma de fuerza de la transmisión, etc. Las tuberías de aspiración o succión y de salida o descarga van conectadas cada una por un lado, sobre el cuerpo de la bomba.Los dientes de los piñones al entrar en contacto por él lado de salida expulsa el aceite contenido en los huecos, en tanto que el vacío que se genera a la salida de los dientes del engranaje provoca la aspiración del aceite en los mismos huecos.Los ejes de ambos engranajes están soportados por sendos cojinetes de rodillos ubicados en cada extremo. El aceite es atrapado en los espacios entre los dientes y la caja de función que los contiene y es transportado alrededor de ambos engranajes desde la lumbrera de aspiración hasta la descarga. Lógicamente el aceite no puede retornar al lado de admisión a través del punto de engrane.

Bombas hidráulicas de paletas

Las bombas hidráulicas de paletas se utilizan a menudo en circuitos hidráulicos de diversas máquinas de movimiento de tierras. Son típicas en los sistemas hidráulicos de dirección de las máquinas.Constan de varias partes:

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Anillo excéntrico. Rotor. Paletas. Tapas o placas de extremo.

El accionamiento se efectúa por medio de un eje estriado que engrana con el estriado interior del rotor. Hay diversos diseños para conseguir el contacto entre la paleta y el anillo; en unos se utiliza la propia fuerza centrífuga que les imprime el giro del rotor, en estos modelos se requiere una velocidad mínima de giro para garantizar el correcto apoyo de la paleta sobre el anillo; en otros modelos esta fuerza centrífuga se refuerza con unos muelles colocados entre la paleta y su alojamiento en el rotor, esto disminuye la velocidad mínima necesaria para el apoyo; otros modelos utilizan una reducida presión hidráulica para empujar la paleta.Las bombas de paletas son relativamente pequeñas en función de las potencias que desarrollan y su tolerancia al contaminante es bastante aceptable.

Bombas hidráulicas de pistones

Las bombas de pistones están formadas por un conjunto de pequeños pistones que van subiendo y bajando de forma alternativa de un modo parecido a los pistones de un motor a partir de un movimiento rotativo del eje.Estas bombas disponen de varios conjuntos pistón-cilindro de forma que mientras unos pistones están aspirando liquido, otros lo están impulsando, consiguiendo así un flujo menos pulsante; siendo más continuo cuantos más pistones haya en la bomba; el liquido pasa al interior del cilindro en su carrera de expansión y posteriormente es expulsándolo en su carrera de compresión, produciendo así el caudal.La eficiencia de las bombas de pistones es, en general, mayor que cualquier otro tipo, venciendo, generalmente, presiones de trabajo más elevadas que las bombas de engranajes o de paletas. Las tolerancias muy ajustadas de estas bombas las hacen muy sensibles a la contaminación del líquido.Según la disposición de los pistones con relación al eje que los acciona, estas bombas pueden clasificarse en tres tipos: Axiales: los pistones son paralelos entre si y también paralelos al eje.Radiales: los pistones son perpendiculares al eje, en forma de radios.Transversales: los pistones, perpendiculares al eje, son accionados por bielas.

Las tuberías de conducción de los circuitos hidráulicos pueden ser metálicas con tubos rígidos conformados a la medida o bien latiguillos de goma con una o varias capas de alambres de acero trenzado en su interior, dependiendo de la presión para la cual estén diseñados.

Las válvulas son fundamentales en los circuitos hidráulicos, y son las que controlan los flujos de aceite para dirigirlos hacia el lugar conveniente en cada momento. Cada fabricante puede denominarlas de una manera distinta, pero básicamente las funciones son similares en casi todos los circuitos hidráulicos. Podemos hablar de válvulas de carrete, de retención, reductoras de presión, de seguridad, compensadoras, pilotadas, antirretorno, moduladoras,

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combinadas, etc. Actualmente la tendencia general de todos los fabricantes es la de sustituir los circuitos pilotados hidráulicamente por pilotaje electrónico que resulta mas cómodo, barato y sencillo, los circuitos son mandados por señales eléctricas y en unos pocos años la parte hidráulica de las máquinas se limitará a los circuitos principales que son menos propensos a las averías.

Los depósitos hidráulicos pueden ser de dos tipos: Presurizados que mantienen durante el funcionamiento de la máquina una presión en su interior que favorece la descarga de aceite hacia las bombas. Depósitos con respiradero que no mantienen presión en su interior.

Los cilindros o botellas pueden tener diversas formas o tener los soportes colocados de distinta manera, pero generalmente se pueden clasificar por el sistema de cierre de la tapa que varia en función de la presión que tengan que soportar. Las tapas que usan tornillos aguantan generalmente más presión que las tapas que van atornilladas directamente en la camisa. Estas últimas pueden ser atornilladas exteriormente o bien en la parte interior de la camisa.

Motores hidráulicos son generalmente de pistones y caudal fijo, se utilizan generalmente para la traslación de las máquinas.

Filtros hidráulicos, van generalmente en derivación con el circuito principal y suele pasar por ellos una parte de la presión de retorno, circunstancia por la cual, su eficacia en el circuito es limitada. No suelen colocarse en las líneas de presión porque necesitarían ser muy reforzados para aguantar tan altas presiones y serian antieconómicos. En las líneas de aspiración de las bombas podrían dar lugar a restricciones que producirían cavitación acortando así drásticamente la vida útil de las mismas. Como consecuencia de los cambios que están experimentando los circuitos hidráulicos tanto en cuanto a su configuración, (nuevos elementos electrónicos, sensores más eficaces, pasos de aceite más restringidos), como en cuanto a su tecnología, (ajustes de válvulas más pequeños, cilindros y vástagos con mecanizados más finos, menores tolerancias en general en los circuitos), cada vez es mas critica la limpieza del aceite que circula por los mismos, los mantenimientos de los circuitos hidráulicos, al contrario que en otros sistemas, se están acortando.Un circuito hidráulico en el que se produzca una avería que dé lugar a la rotura de algún componente, por sus especiales características, trasladará la contaminación inmediatamente a todo el resto del circuito, siendo muy probable que se tenga que desmontar y limpiar el circuito completo para solucionar el problema.

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SEGURIDAD

1. Antes de operar la máquina por primera, vez, lea atentamente el manual de operación y mantenimiento, para poder conocer mejor sus características y límites de operación de la máquina. MANTENGA EL MANUAL SIEMPRE A LA MANO PARA ACLARAR DUDAS QUE PUDIERA TENER.

2. Leer y entender las normas y señales de advertencia colocadas en la máquina, antes de realizar cualquier operación EVITE RIESGOS INNECESARIOS Y TRATE DE ELIMINAR LAS POSIBLES CAUSA DE ACCIDENTES.

3. No tome bebidas alcohólicas, calmantes, estimulantes, etc. Antes de trabajar. Cuide su salud, no trabaje cuando esta cansado o después de haber injerido licor.

4. conozca las prohibiciones, precauciones, y reglas sobre los procedimiento de trabajo en el sitio de trabajo.

5. No trate de operar el tractor sin haber entendido todos sus controles y el funcionamiento de los principales sistemas.

6. Confirme que todos los dispositivos de avisos y medidores estén funcionando correctamente y que la lectura de los medidores estén dentro del rango prescrito.

7. Conozca sobre los dispositivos de seguridad en su máquina y como usarlo.

8. Mantenga la máquina libre de material extraño. Quite la basura, el aceite, las herramientas y otros artículos de la plataforma, pasarelas y escalones.

9. No permita que otra persona opere la máquina que está a su cargo.

ANTES DE PONER LA MÁQUINA EN MARCHA

1. Haga inspección antes de arrancar la maquina, si encuentra algún problema, no arranque el motor, informe al supervisor de inmediato. SIEMPRE DEBE TENER LA MAQUINA EN BUENAS CONDICIONES.

2. Ponga EL motor en marcha solo cuando esté sentado en el asiento del operador.

3. Corrija cualquier defecto por menor que sea.

4. No ponga el motor en marcha en ambientes serrados, los gases provenientes del motor. son tóxicos, puede asfixiarlo en pocos minutos, verifique si hay buena ventilación.

5. Antes de añadir combustible apague el motor. Después de añadir apriete la tapa con firmeza.

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6. Antes de arrancar el motor. Confirme que todas las palancas de control se encuentran en posición neutral.

7. Tenga mucho cuidado al verificar que la parte trasera está despejada antes de retroceder con la máquina.

8. Si la máquina tiene cabina confirme que las lunas estén limpias y verifique la visibilidad.

9. Al subir o bajar de la máquina, use el pasamano y las escaleras provistos, además siempre suba y baje de la máquina haciendo tres puntos de contacto ( un pie y dos manos. o dos pies y una mano).

10. Antes de arrancar la máquina, es necesario verificar de cualquier condición eventual de peligro. El cual haya sido oportunamente eliminado.

11. Controlar los frenos y los implementos antes de arrancar la máquina.

12. Obedecer las indicaciones de bandera, avisos o señales.

SEGURIDAD AL OPERAR LA MÁQUINA

1. Nunca deje que niños ni curiosos manejen la máquina, ni que permanezcan cerca mientras maniobra, acopla implementos u opera.

2. No transporte personas en los estribos, guardafangos o en la barra de tiro.

3. Conocer y familiarizarse con todas las alternativas de salida de la máquina, para utilizar en casos de emergencia.

4. Por su seguridad personal, no subir ni bajar de la máquina cuando está en movimiento.

5. Asegúrese de que todas las personas están fuera del área de trabajo de la máquina o de sus implementos antes de accionar el arranque.

6. No utilizar la máquina en declives con el cambio en punto muerto con la transmisión en neutro. Seleccionar y engranar la marcha más segura para mantener la velocidad necesaria para las condiciones de trabajo y evitar perder el control.

7. Siempre debes estar en el asiento del operador al funcionar la máquina.

8. En los declives usar el mismo cambio que usarías para subir.

9. No pase muy cerca de obstáculos, como por ejemplo zanjas, barrancos, etc.

10. Nunca deje la máquina con el motor en funcionamiento y/o sin accionar el freno de estacionamiento. Baje el implemento al suelo, accione el freno de estacionamiento y retire la llave de arranque.

11. No permita personas no autorizadas en el área de trabajo.

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12. Siempre debe estar concentrado. Es muy peligroso distraerse o pensar en otras cosas cuando este operando la máquina.

13. En lugares peligrosos o en lugares donde la visibilidad es mala baje de la máquina y revise que es seguro continuar la operación.

14. Siempre debes operar despacio en lugares estrechos.

15. En lugares peligrosos, trabaje siempre en grupo de dos; un hombre opera la maquina y el otro da las instrucciones.

16. Si el motor se para en una pendiente. aplique inmediatamente le freno y con cuidado, seguido baje los implementos al suelo y aplique el freno de estacionamiento, luego ponga la palanca de la transmisión en neutro y arranque nuevamente el motor.

17. La máquina se debe operar siempre a una velocidad donde pueda ser correctamente

Controlada. Nunca haga lo siguiente.

• Conducir a velocidad excesiva.

• Arranques abruptos, frenados abruptos o giros abruptos.

• Culebreo.

• Marcha con el motor apagado.

18. Verificar el área de operación antes de comenzar el trabajo. para evaluar posibles condiciones de riesgos, prestar mucha atención a terrenos blandos o cercanos a muros recientemente construidos, pues el peso de la máquina puede provocar el derrumbe.

19. Al operar en pendiente, recuerde los siguientes puntos.

• o Al conducir sobre una pendiente siempre conduzca directamente hacia abajo o hacia arriba. Nunca conduzca horizontalmente o diagonalmente sobre una pendiente. puesto que eso puede hacer volcar o deslizar la maquina lateralmente.

• Evite lo mas posible girar la máquina sobre una pendiente. eso puede hacer volcar o deslizar la maquina lateralmente.

SEGURIDAD AL PARAR LA MÁQUINA

1. Estacione en un lugar seguro o específico. Se debe considerar los factores sgtes. Al escoger el sitio de estacionamiento: debe ser plano y firme, donde no haya peligro de derrumbes, caída de rocas o inundaciones.

2. Si la máquina debe ser estacionada en una pendiente debe colocarse directamente mirando hacia arriba o hacia debajo de la pendiente. colocando bloques en las llantas.

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3. Al abandonar la máquina, siempre debe bajar los implementos totalmente al suelo, colocar las palancas de control en neutral, seguido aplique el freno de estacionamiento.

4. Antes de abandonar la cabina del operador y luego de asegurarse que no existen personas alrededor de la máquina bajar lentamente cada implemento (Vertedera, lampón, Floja topadora. escarificador, etc.

5. Poner la palanca de cambios en el punto muerto y apagar la motor. Trabar el comando de cambio, accionar el freno de estacionamiento y desconectar la llave general. Estacionar la máquina en una zona donde no operen otra personas y no exista tránsito de vehículos.

SEGURIDAD AL OPERAR LA MÁQUINA EN VÍAS PÚBLICAS

No se recomienda transitar con la máquina por carreteras. prefiera usar camiones para transportarlo, Sin embargo cuando sea indispensable, hágalo observando las reglas siguientes:

1. Conduzca la máquina siempre por el lado correcto de la carretera.

2. Mantenga una velocidad segura.

3. Mantenga siempre en buenas condiciones de funcionamiento todos los faros, linternas y luces indicadoras de dirección e intermitentes ( si estuviera equipado).

4. A un durante el día, mantenga las luces encendidas. si transita de noches los cuidados deben ser reforzados.

• Use siempre la luz baja para cruzar vehículos.

• Use un triángulo reflectante en la parte trasera de la máquina.

• Accione el intermitente si tuviera.

SEGURIDAD EN EL MANTENIMIENTO

Antes de realizar cualquier operación en la máquina leer y observar todas las placas e instrucciones sobre seguridad, colocadas en la máquina. No ejecutar ninguna operación sin previa autorización.

1. Coloque un aviso de precaución en el compartimiento del operador ( por ejemplo “ NO ARRANQUE “ , “MANTENIMIENTO EN PROCESO” ). Esto evitará que alguna persona arranque o mueva la máquina por error.

2. Siempre apague el motor antes de limpiar la máquina o de añadir combustible.

3. Antes de iniciar el trabajo de mantenimiento pare la máquina en una superficie firme y nivelada y use bloques para que la máquina no se mueva.

4. Baje los implementos al suelo, use el pasador de seguridad y bloques para asegurar ej. equipo de trabajo con firmeza.

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5. Siempre asegure los bastidores delantero y trasero antes de inspeccionar o dar servicio a la máquina.

6. No usar anillos, relojes pulseras. joyas. ropas sueltas o desabotonadas. collares, etc.

7. mantener siempre las escaleras y pasamanos limpios y libres de objetos extraños. manchas de aceite, grasa y barro para reducir al mínimo el riesgo de tropezar o resbalar.

8. No subir ni bajar de la máquina saltando.

9. Si fuera necesario para la operación del mantenimiento el accionamiento los implementos. recordar que estos solo debe realizarse desde el asiento del operador.

10. No permitir pasar personas cerca o debajo del implemento levantado, evitar permanecer de bajo del implemento levantado aun cuando este trabado.

11. Nunca realice trabos con el motor en marcha, a menos qué así fuera recomendado.

12. No verificar o abastecer tanques de combustible o baterías fumando o próximo de llamas. pues existen fluidos inflamables.

13. Cuando se realicen servicios a los frenos y por este motivo estos quedan inactivos. mantener el control de la máquina bloqueándolas con tacos adecuados.

14. Cuando use aire comprimido para la limpieza, usar anteojos con protección lateral. limitar la presión a un máximo de 2 kg/cm2.

15. El área de mantenimiento debe mantenerla limpia y seca, elimine inmediatamente restos de agua y manchas de aceite.

No amontonar trapos o waipe embebidos con grasa, aceite o combustible. Representan un alto riesgo de incendio

17. No llevar objetos en los bolsillos, que puedan caer en las rejillas de la máquina.

18. Los cables metálicos con el uso dejan pequeños alambres sueltos, al manipularlos use siempre los elementos adecuados de protección.

19. Al abrir las cubiertas para inspeccionar. apague el motor. Si el capó y los otras cubiertas están aseguradas con un seguro, siempre aplique los seguros con firmeza al abrir o cerrar el capo o las cubiertas.

20. Siempre apague el motor antes de inspeccionar las correas o antes de inspeccionar o dar servicio a la bomba de agua.

21. Tenga espacial cuidad al remover la tapa del radiador o la tapa de llenado del tanque de aceite hidráulico. Si esto se hace apenas se usa la máquina, existe el peligro de que salte a chorros el agua hirviendo o el aceite.

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22. Siempre libere la presión en el circuito antes de antes de inspeccionar o dar servicio a los circuitos de aire, agua y aceite.

23. Cuando el motor se para el agua y el aceite en el circuito están calientes, por lo que debe tener cuidado’ de no quemarse, espere que el agua y el aceite se enfríen antes de comenzar cualquier trabajo en la máquina.

Nunca trate de probar la batería, provocando un corto circuito entre sus terminales, use un densímetro o llévala a un electricista

25. Al retirar los cables de la batería retire siempre primero el negativo, para estar seguro de que no se produzca un corto circuito con la masa a través de la llave.

26. Alivie la presión de los sistemas antes de desconectar o conectar conexiones, tubos. mangueras o tapas, un chorro con presión puede perforar la piel, provocar irritaciones o infecciones graves, si esto sucediera consulte inmediatamente con un médico

27. Los fluidos que escapan por pequeños agujeros pueden ser casi invisibles, cuando están detectando una perdida, use un pedazo de papel, cartón, o guantes, no use las manos sin protección. especialmente si el sistema esta bajo presión y / o altas temperaturas.

28. Durante el movimiento de una rueda, esta amenaza caerse, no trate de sujetarla. sino aléjese rápidamente, evitando heridas o esfuerzos excesivos.

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SIMBOLOS NORMALIZADOS

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1.- Ventilador

2.- Luz de emergencia (ubicado normalmente en el centro de instrumentos o sobre el volante)

3.- Encendedor (ubicado normalmente en el centro de instrumentos)

4.- Limpiador del parabrisas trasero

5.- Circulación de Aire Acondicionado desconectado (ubicado normalmente en el centro de instrumentos)

6.- Falta de presión en los neumáticos

7.- Presión de aceite (si se enciende durante la marcha, es un signo de problema con la bomba de aceite)

8.- Desempañador Trasero / delantero

9.- Luces altas

10.- Evite chispas o flamas (ubicado normalmente en la entrada de combustible)

11.- Circulación de Aire Acondicionado (ubicado normalmente en el centro de instrumentos)

12 .- Falla en las luces de freno

13.- Temperatura del Anticongelante / Temperatura del Liquido refrigerante

14.- Lavado de parabrisas

15.- Gasolina

16.- Calefactor

17.- Acido(ubicado normalmente en la batería)

18.- Seguros de Puerta Activos / Desactivados

19.- Luces Direccionales

20.- Alternador

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21.- Fusibles

22.- Lavado y Limpiado de parabrisas Trasero

23.- Cofre abierto / Capot abierto

24.- Cláxon (ubicado normalmente en el volante)

25.- Limpiado de parabrisas delantero

26.- Lavado de parabrisa trasero

27.- Luz corta

28.- Falla en la Batería / Corto en la Batería

29.- Desempañador delantero / posterior (ubicado normalmente en el centro de instrumentos)

30.- Cinturón de seguridad no activado / Cinturón de seguridad desconectado

31.- Bocina (ubicado normalmente en el centro del volante)

32.- Luz de parqueo

33.- Aire Acondicionado (ubicado normalmente en el centro de instrumentos)

34.- Limpia parabrisas (ubicado normalmente en la palanqueta detras del volante)

35.- Freno de Mano Activo / Freno de Parqueo Activo

36.- Luz de Salón

37.- Servicio al Motor / Check Engine

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