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Sistema de Alimentación
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Sistema de lubricación
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Sistema de enfriamiento
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Sistema de arranque
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Sistema de encendido
Sistema de alimentación
El sistema de alimentación de
combustible de un motor Otto consta de un depósito, una bomba de combustible y un dispositivo dosificador de
combustible que vaporiza o atomiza el combustible desde el estado líquido, en
las proporciones correctas para poder ser quemado. Se llama carburador al dispositivo que hasta ahora venía
siendo utilizado con este fin en los motores Otto. Ahora los sistemas de inyección de combustible lo han sustituido por completo por
motivos medioambientales. Su mayor precisión en la dosificación de combustible
inyectado reduce las emisiones de CO2, y asegura una mezcla más estable. En los
motores diésel se dosifica el combustible gasoil de manera no proporcional al aire que
entra, sino en función del mando de aceleración y el régimen motor (mecanismo
de regulación) mediante una bomba inyectora de
combustible.
Bomba de Combustible
Una bomba de combustible es un dispositivo que le entrega al fluido de
trabajo o combustible la energía necesaria para desplazarse a través del
carburador para luego entrar en la válvula de admisión donde posteriormente
pasa al cilindro.
Las presiones con las que trabaja la bomba dependen en gran medida del
tipo de motor que se tenga. Así, cuanta más potencia necesite un motor, mayor
caudal de combustible hará falta, por lo que se necesitará una bomba de mayor
potencia.
Carburador
/ Inyector
Dispositivo
mecánico de un motor de explosión destinado a pulverizar el carburante y
mezclarlo homogéneamente con el aire en las proporciones convenientes para
satisfacer las condiciones de explosión que permitan el funcionamiento del motor.
Un inyector es un elemento componente
del sistema de inyección de combustible cuya función es introducir una
determinada cantidad de combustible en la cámara de combustión en forma
pulverizada, distribuyéndolo lo más homogéneamente posible dentro del aire
contenido en la cámara.
Elemento del sistema encargado de conducir y controlar el paso del aire (solo aire) al múltiple de admisión en aquellos vehículos dotados de inyección electrónica.
Sistema de
lubricación
El uso de la lubricación en un motor hace parte del buen funcionamiento
del mismo, la función principal de este sistema es evitar el desgaste excesivo
de los componentes móviles. Los cuales se encuentran en constante contacto y
movimiento. En algunos casos la fricción es una ventaja (fricción del embrague
y fricción del frenado).
Este sistema está diseñado para suministrar aceite a todas las partes
móviles en un intento de separar sus superficies, reducir la fricción y actuar
como refrigerante y detergente.
Las principales partes del sistema de lubricación son:
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Carter de aceite
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Bomba de aceite
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Válvula de alivio de presión
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Filtros de aceite
Carter de aceite
El Carter de aceite es de plástico o de metal. Está formado para
adecuarse a la parte inferior del bloque de cilindros. Una junta entre el
carter y el bloque sella la unión e impide fugas de aceite. La parte inferior
del bloque más la charola de aceite forma el cárter y encierran el cigüeñal.
Bomba de aceite
Existen dos tipos de bombas de aceite utilizadas en motores de
automóvil: engranes y de rotor.
La bomba de tipo de engranes tiene un par de engranes acoplados.
Conforme los engranes se desacoplan, los espacios entre los dientes se llenan
con aceite de la entrada de la bomba. Los engranes se acoplan, empujando el
aceite por la salida de la bomba.
La bomba de tipo de rotor utiliza un rotor interior y un rotor exterior.
El rotor interior es impulsado e impulsa a su vez al rotor exterior. Conforme
los rotores giran, los espacios entre los lóbulos se llenan de aceite y cuando
los lóbulos del rotor interior se mueven en los espacios del rotor exterior, el
aceite es empujado a la fuerza hacia afuera a través de la salida de la bomba.
Válvula de alivio de presión
Consiste en una bola o émbolo que comprime un resorte y abre un conducto
a través del cual el aceite fluye de regreso al carter de aceite, de esta forma
se impide una presión excesiva en la bomba, la cual normalmente puede entregar
mucho más aceite de lo que requiere el motor.
Filtros de aceite
Todos los sistemas de lubricación de motor tienen un filtro de aceite.
El aceite de la bomba fluye a través del filtro, antes de llegar a los
cojinetes del motor. El filtro tiene un elemento filtrante de papel plisado que
permite que el aceite pase a través y al mismo tiempo atrapa las partículas de
suciedad y de carbón.
El filtro tiene una válvula de derivación cargada por resorte. Si el
filtro se obstruye, la válvula se abre para proteger al motor contra falta de
aceite. Entonces el aceite sin filtrar se deriva alrededor del filtro pasando
directamente al motor.
Algunos motores tienen un filtro de aceite interno que se monta en el
interior de la charola/cárter y se fija directamente a la bomba de aceite. Se
tiene acceso al filtro desmontando un tapón de drenaje.
Sistema de enfriamiento
El sistema de enfriamiento mantiene el motor a su temperatura más
eficiente, en todas las velocidades y condiciones de operación. Al quemarse el
combustible en el motor se produce calor, parte del cual debe ser eliminado
antes que dañe las partes del motor. Esta es una de las tres tareas que lleva a
cabo el sistema de enfriamiento. También ayuda a poner al motor a la temperatura
de operación normal tan rápido como sea posible.
El motor tiene aberturas o espacios conocidos como camisas de agua, que
rodean a los cilindros y a las cámaras de combustión, estos pasajes están
fundidos en las culatas y en la mayor parte de los bloques de cilindros. Una
bomba de refrigerante impulsada por el motor, es decir una "bomba de
agua" hace circular el refrigerante líquido (una mezcla de agua y de
anticongelante) a través de las camisas de agua.
El refrigerante absorbe el calor y lo lleva al radiador. El aire que
pasa a través del radiador se lleva el calor excedente, lo que impide que se
sobrecaliente el motor.
El sistema de enfriamiento incluye cinco componentes básicos que
trabajan juntos de manera continua para controlar la temperatura del motor e
impedir el sobrecalentamiento.
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Las camisas de agua
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La bomba de agua
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El radiador
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El termostato
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El ventilador
Camisas de agua
El bloque de cilindros y la culata tienen pasajes internos o camisas de
agua, que rodean los cilindros y las cámaras de combustión. El refrigerante
fluye de la bomba de agua a través de las camisas y conforme pasa al lado de
las partes de metal calientes, parte del calor se transfiere al mismo, que está
a una temperatura inferior.
Bomba de agua
Las bombas de agua son bombas centrífugas que utilizan un impulsor para
mover el refrigerante. La bomba de agua se fija en la parte delantera del
motor, y por lo general es movida por una banda impulsora desde la polea del
cigüeñal.
Ventilador del motor
A velocidades elevadas del vehículo, el aire exterior empujado a través
del radiador por el movimiento hacia adelante del vehículo produce todo el
enfriamiento necesario para el radiador. Cuando el motor está en marcha en
vacío o el vehículo se está moviendo lentamente, el radiador pudiera necesitar
un flujo de aire exterior adicional a través del mismo, para impedir el
sobrecalentamiento del motor.
El ventilador puede ser un ventilador mecánico o un ventilador
eléctrico.
Radiador
El radiador es un intercambiador de calor con dos conjuntos de pasajes.
Uno es para el refrigerante, y el otro para el aire exterior. Este arreglo
permite que el radiador elimine calor del refrigerante del motor que pasa a
través de él. El calor se transfiere del refrigerante caliente al aire exterior
más frío, que también pasa a través del radiador.
El radiador está formado por tres partes principales, núcleo del
radiador, depósitos de entrada y salida.
Termostato
Un termostato es un dispositivo de control que contiene un elemento
sensible a la temperatura que responde de manera automática a los cambios de
temperatura. De tal forma puede derivar el fluido hacia el radiador o dejarlo
fluyendo dentro del bloque del motor, todo ello con la finalidad de mantener el
motor en la temperatura optima de funcionamiento.
Sistema de arranque
Para arrancar el motor del automóvil, el cigüeñal debe girar lo
suficientemente aprisa para que la mezcla de aire y combustible se introduzca
en los cilindros. Este trabajo lo hace un arrancador eléctrico o motor de
arranque. Convierte energía eléctrica de la batería en energía mecánica, que
hace girar al cigüeñal.
El sistema de arranque está constituido principalmente por los
siguientes elementos:
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Batería
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Motor de arranque
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Alternador
Batería
La batería es un acumulador y proporciona la energía eléctrica para el
motor de arranque de un motor de combustión, por ejemplo.
Motor de Arranque
Un motor de arranque es un motor eléctrico auxiliar que se alimenta de
la batería del vehículo para que pueda arrancar. Los motores de arranque
modernos tienen un sistema de electroimán que funciona en corriente continua
con un solenoide (parecido a un relé). Cuando se aplica la corriente de la
batería al solenoide, generalmente mediante un conmutador de llave (Neiman), el
solenoide produce un efecto palanca sobre el piñón de arrastre del motor de
arranque, y el piñón se acopla a la corona del motor de arranque en el volante
del motor.
Alternador
Un alternador es una máquina eléctrica, capaz de transformar energía
mecánica en energía eléctrica, generando una corriente alterna mediante
inducción electromagnética. Luego, a partir de un puente rectificador la corriente
alterna se transforma en corriente directa. El principal rol del alternador es
mantener el voltaje requerido por el motor para su operación, además de cargar
la batería para cuando sea necesario encender nuevamente el motor y alimentar
los sistemas eléctricos externos (luces, sonido, etc.).
Sistema de encendido
La finalidad del sistema de encendido es encender la mezcla comprimida
de aire y combustible de las cámaras de combustión del motor. Esto debe ocurrir
en momento correcto para que se inicie la combustión, el sistema de encendido
entrega una chispa eléctrica que salta un espacio en los extremos dé los
electrodos de las bujías, que sobresalen dentro de las cámaras de combustión.
Los elementos básicos de un sistema de encendido son:
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Bobina de alta tensión
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Distribuidor
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Bujías
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Cables de Bujías
Bujías
La bujía es el
elemento que produce el encendido de la mezcla de combustible y aire en los
cilindros, mediante una chispa, en un motor de combustión interna de encendido
provocado (MEP), tanto alternativo de ciclo Otto como Wankel. Su correcto
funcionamiento es crucial para el buen desarrollo del proceso de
combustión/expansión del ciclo Otto, ya sea de 2 tiempos (2T) como de cuatro
(4T) y pertenece al sistema de encendido del motor.
Tipos de sistemas de encendido
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Encendido convencional (por ruptor)
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Encendido electrónico por descarga de condensador
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El encendido electrónico sin contactos también
llamado "encendido transistorizado"
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El sistema de encendido DIS (Direct Ignition
System)
El Encendido convencional es
el más sencillo de los sistemas de encendido por bobina, en él, se cumplen
todas las funciones que se le piden a estos dispositivos. Es capaz de generar
20.000 chispas por minuto, es decir, alimentar un motor de cuatro tiempos a
10.000 rpm.
El Encendido electrónico por
descarga de condensador. Este sistema llamado también "encendido por
tiristor" funciona de una manera distinta a todos los sistemas de
encendido (encendido por bobina) tratados hasta aquí. Su funcionamiento se basa
en cargar un condensador con energía eléctrica para luego descargarlo
provocando en este momento la alta tensión que hace saltar la chispa en las
bujías.
El Encendido electrónico sin
contactos también llamado "encendido transistorizado" Su
característica principal es la supresión del ruptor por su carácter mecánico,
sistema que se sustituye por la centralita y una amplificador de impulsos (todo
un sistema electrónico).Al eliminar el sistema mecánico vamos a aumentar las
prestaciones a mayor número de revoluciones, este es un sistema muy utilizado
en automóviles de gama media. Existen diversos tipos, pero podemos dividirlos
en dos principalmente, el encendido con generador de impulsos por inducción o
el encendido con generador de impulsos Hall.
Un encendido electrónico está compuesto básicamente por una etapa de
potencia con transistor de conmutación y un circuito electrónico y amplificador
de impulsos alojados en la centralita de encendido, al que se conecta un
generador de impulsos situado dentro del distribuidor de encendido. El ruptor
en el distribuidor es sustituido por un dispositivo estático (generador de
impulsos), es decir sin partes mecánicas sujetas a desgaste. El elemento sensor
detecta el movimiento del eje del distribuidor generando una señal eléctrica capaz
de ser utilizada posteriormente para comandar el transistor que pilota el
primario de la bobina.
El Sistema de encendido DIS
(Direct Ignition System). Se diferencia del sistema de encendido
tradicional en suprimir el distribuidor, con esto se consigue eliminar los
elementos mecánicos, siempre propensos a sufrir desgastes y averías. Como la
electrónica avanza, hemos ido sustituyendo todos los elementos mecánicos con
las consecuentes ventajas: Se gana más
tiempo en la generación de la chispa por lo que al ser mejor tenemos menos
problemas a altas revoluciones. Se elimina las interfaces del distribuidor y
así acercamos las bobinas a las bujías pudiendo en algunos casos incluso
eliminar los cables de alta tensión. Ahora podemos jugar con mayor precisión
con el avance del encendido, ganando más potencia y fiabilidad.
Unidad de control de encendido o ECU (Engine Control Unit)
Representa el sistema de control de encendido del motor, en el cual se determina la calidad del proceso de combustión interna, controlando los diferentes variables existentes. Dicho sistema puede variar su complejidad, desde un sistema simple en el que sólo se regula la cantidad de combustible que es inyectado, a otro mas robusto en el cual se regula la cantidad de combustible en la inyección, punto y tiempo de ignición, tiempo de apertura/cierre de las válvulas,límite de revoluciones, presión del combustible, temperatura, etc. Para cada variable existe un sensor asociado, el cual se encarga de tomar y enviar la información al ECU para así realizar la acción de control. Algunos de estos sensores son:
-TPS(Throttle position sensor): conocido como el sensor de posicion de mariposa o de aceleración, regula la entrada de aire a la mezcla monitoreando y así controlando la posición de la válvula de mariposa ubicada en la garganta de entrada de aire hacia el motor. Este sensor trabaja en conjunto con la válvula IAC(Idle Air Control) la cual está encargada de proporcionar el aire necesario para la mezcla.
-MAF(Mass Air Flow): determina el flujo másico de entrada de airea la mezcla, para que el ECU pueda determinar la cantidad de combustible a inyectar, el tiempo de encendido y así la carga del mismo. Está ubicado en la admisión de aire, entre el filtro de aire y el cuerpo de aceleración.
-MAP(Manifold Absolute Pressure): determina la presión absoluta del colector para, junto con otros valores provenientes de otros sensores, calcular la densidad del aire y determinar la masa del aire del motor, velocidad de flujo (lo que sirve de alternativa de sensor MAFs) y así determinar la dosificación de combustible requerido para una combustión óptima.
-IAT(Intake Air Temperature): determina la temperatura a la entrada de aire del motor.
-CAM: Posición del árbol de levas.
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