Sistemas de Refrigeración en Motores: Componentes, Funcionamiento y Mantenimiento

¿Qué es el Sistema de Refrigeración?

• La refrigeración se basa en el uso de líquido y aire para eliminar el calor excedente en los motores de combustión interna.
• El líquido absorbe calor al estar en contacto con la pared de la cámara de combustión, la pared interna del bloque y la pared externa del cilindro (camisas de agua).
• El aire, al ser impulsado hacia las partes calientes, absorbe el calor y lo transfiere a la atmósfera.

Problemas Asociados con el Sobrecalentamiento

• Pérdida de potencia.
• Daños al lubricante (cambios en su estado físico).
• Mayor desgaste en las partes en rozamiento.
• Picado de bielas.
• Mayor consumo de combustible.
• Pistones y válvulas quemadas.
• Lubricación deficiente.

Problemas Causados por la Falta de Refrigeración

• El lubricante se quema.
• Puede convertirse en combustible.
• Los cilindros se funden.
• Los pistones se pegan al cilindro.
• Los cojinetes se funden.
• Las válvulas se tuercen.

Consecuencias de un Motor Funcionando por Debajo de la Temperatura Normal

Un motor que funciona a una temperatura normal de 85ºC y opera a 40ºC experimenta:

• Desgaste 6 veces mayor.
• Consumo de combustible 20% mayor.
• Pérdida de potencia del 8%.

Problemas Asociados con el Funcionamiento a Temperaturas Inferiores a la Normal

• Vaporización deficiente del combustible.
• Combustión incompleta.
• Depósitos de carbón.
• Residuos de combustible líquido.
• Desgaste excesivo de las partes en rozamiento.
• Mayor consumo de combustible.
• Pérdida de potencia.

Temperaturas de Funcionamiento de los Sistemas Auxiliares

Los sistemas auxiliares deben funcionar a una temperatura de 1.700 – 2.500ºC.

• Paredes del cilindro: 250ºC
• Pistón: 300ºC
• Cámara: 250ºC
• Válvula de escape: 750ºC
• Aros o anillos: 160ºC

Temperaturas Normales de Funcionamiento en Motores de Combustión Interna

Motores diésel: 80 – 85ºC

Motores de gasolina: 100 – 120ºC

Tipos de Sistemas de Refrigeración

Sistema de Refrigeración por Aire (Directo)

Partes: Turbina, aletas refrigeradoras, ductos.

¿Qué es la turbina? Está constituida por un eje de giro accionado por el eje del cigüeñal mediante una correa. Sobre este eje va montada la turbina impulsora de aire, rodeada de una coraza protectora que canaliza el aire hacia la superficie exterior de la culata y el cilindro.

¿Qué son las aletas refrigeradoras? Es la parte exterior del cilindro y de la culata de los motores refrigerados por aire. Lleva una serie de aletas cuya finalidad es aumentar la superficie de contacto del aire con las partes del motor a refrigerar.

Averías del Sistema de Refrigeración por Aire

Aletas de refrigeración sucias: Las aletas de refrigeración siempre deben mantenerse perfectamente limpias para que el contacto del aire sea íntimo y permita una total evacuación del calor producido en el motor.

Correa de la turbina floja: Se producirá un patinamiento entre la correa y la polea, con lo que la turbina girará a menos revoluciones.

Ventajas de la Refrigeración por Aire

• Poco mantenimiento.
• No requiere uso de anticongelantes ni aditivos.
• El equilibrio térmico se logra rápidamente.
• Ausencia de averías debidas a fugas.
• Menor peso.
• Mejor conservación de las partes internas.

Desventajas de la Refrigeración por Aire

• Más ruidoso.
• Regulación de temperatura más delicada.
• Realización más costosa.
• Absorción de potencia por la turbina.

Sistema de Refrigeración por Líquido (Indirecto)

En este tipo de refrigeración, el agua es la encargada de eliminar el calor que se produce en el motor. Posteriormente, esta agua es refrigerada por una corriente de aire.

Tipos de Refrigeración por Líquido

Circulación abierta: Es un sistema de refrigeración en el cual la circulación del líquido se realiza por gravedad, sin el auxilio de ninguna bomba, gracias a las variaciones de densidad existentes entre el refrigerante caliente (en el bloque y la culata) y el agua fría (en el radiador).

Circulación cerrada: Hay dos tipos: por termosifón y circulación forzada a presión.

Circulación forzada a presión: El refrigerante es impulsado a través de una bomba centrífuga. Pasa por los cilindros del bloque, luego por la culata y, finalmente, al radiador, donde tiene lugar el enfriamiento. El agua refrigerada regresa al motor, donde comienza nuevamente el ciclo.

Componentes del Sistema de Refrigeración Cerrado a Presión (Forzada)

Radiador: Situado generalmente en la parte delantera del tractor, de forma que reciba directamente el paso de aire a través de sus paneles y aletas refrigerantes durante el desplazamiento. Enfría el agua procedente del motor antes de que vuelva a entrar.

Tapa del radiador o tapa presostática: Cierra el tanque superior y, al mismo tiempo, limita la presión de trabajo del circuito mediante una válvula. Así se logran circuitos presurizados, aumentando la temperatura de régimen sin que se produzca la ebullición del agua.

Camisas de agua: Su misión es poner en contacto el agua de refrigeración con aquellas partes del motor donde se produce más calor para evitar daños.

Bomba de agua: Instalada en el bloque del motor y movida directamente por la polea del cigüeñal, a través de una transmisión por correa trapezoidal. Aspira el agua del radiador y la hace circular por el interior del bloque y la culata para refrigerar los cilindros y la cámara de combustión.

Ventilador: Activa la corriente de aire que pasa a través del radiador durante la marcha del tractor. También produce esa corriente cuando el vehículo está parado, con el motor funcionando. Es una pequeña hélice de varias palas que se mueve, casi siempre, por medio de una correa que recibe su giro desde una polea montada en el extremo delantero del cigüeñal.

Termostato (muelle y cera): Consiste en una válvula que abre y cierra el conducto de agua que va del motor al radiador. Consigue que el motor alcance la temperatura normal de funcionamiento (70-95ºC) en el menor tiempo posible y mantiene dicha temperatura durante el funcionamiento.

Mangueras de conexión: Conjunto de tuberías de caucho que unen los diferentes componentes de un circuito de refrigeración con agua entre sí (por ejemplo: radiador – culata o bomba de agua – radiador).

Vaso de expansión: Recoge el exceso de volumen de líquido cuando este se dilata al calentarse y lo devuelve al sistema cuando se enfría. Si el motor funciona correctamente, no suele ser necesario añadir líquido, ya que su pérdida es mínima.

Indicador de temperatura: El termómetro va situado en la culata del motor y conectado mediante un cable a un indicador en el tablero de mando del tractor. Sirve para indicar en todo momento la temperatura a la que se encuentra el agua de refrigeración.

Anticongelante: Mezcla de sustancias químicas que tienen la propiedad de aumentar el punto de ebullición del agua, protegiendo contra calentamientos excesivos. Además, tienen carácter alcalino, lo que previene la corrosión de metales como aluminio, cobre y hierro, y evita la degradación de las gomas.

Averías del Sistema de Refrigeración por Líquido

• Correa del ventilador rota o floja.
• Radiador sucio por fuera.
• Radiador sucio por dentro.
• Falta de líquido en el radiador.
• Termostato dañado.
• Tapa del radiador dañada.
• Radiador roto.
• Mangueras dañadas.
• Tubos del radiador tapados.

Ventajas de la Refrigeración por Líquido

• Regulación de la temperatura más fácil.
• Mejor refrigeración de puntos calientes.
• Realización menos costosa.

Desventajas de la Refrigeración por Líquido

• Requiere mayor mantenimiento.
• Requiere uso de anticongelantes y aditivos.
• Poca diferencia entre la temperatura de ebullición y la temperatura de funcionamiento.
• Problemas de depósitos y oxidación.

Factores que Pueden Variar la Temperatura y el Punto de Ebullición del Agua

• La cantidad y tipo de anticongelante en el agua.
• La presión a la que funciona el sistema de enfriamiento.
• La altitud a la que funciona el sistema de enfriamiento.

Razones por las que el Agua fue el Refrigerante Más Común

• Tiene alto calor específico.
• Baja viscosidad.
• No es inflamable.
• No daña las gomas.
• Es barata.
• Se consigue fácilmente.

Qué Hacer Ante un Calentamiento del Motor

Detenerse: Dejar funcionando el motor para que continúe el flujo de agua hacia el radiador y se enfríe. Observar el termómetro del tractor para verificar si la temperatura está bajando. Si está muy elevada, puede quemar el aceite de los segmentos.

Con un paño: Proteger la mano y aflojar el tapón del radiador un cuarto de vuelta para permitir la salida de vapor. Cuando haya salido todo el vapor, quitar el tapón completamente.

Para echar agua: Hacerlo con el motor en marcha para que el agua fría se vaya mezclando con la caliente. Así se evita que el agua fría entre en contacto con las piezas calientes y estas se puedan romper o deformar por un enfriamiento brusco.

Combustibles

Características de los Combustibles

• Alto poder calorífico.
• Vaporización a bajas temperaturas.
• Ignición y combustión rápidas en presencia de oxígeno.
• No dañinos o peligrosos para la salud humana.
• Manejo y transporte comparativamente fáciles y seguros.

Refinación del Petróleo

Los procesos de refinación del petróleo se clasifican en dos grupos:

Separación: Consiste en separar el crudo en diferentes fracciones de petróleo, de acuerdo con su temperatura de ebullición. Para ello se utiliza el proceso de destilación fraccionada.

Conversión: Consiste en transformar unos componentes del petróleo en otros mediante reacciones químicas, por acción del calor y, en general, con el uso de catalizadores. Son procesos de conversión: cracking, polimerización e hidrogenación.

Proceso de Separación

Destilación fraccionada: Consiste en calentar progresivamente el petróleo para que se vaporicen los distintos hidrocarburos de acuerdo con su punto de ebullición.

Procesos de Conversión

• Cracking o pirólisis: Consiste en una segunda destilación. Se fraccionan las moléculas más grandes de los hidrocarburos menos volátiles en moléculas más pequeñas.
• Polimerización: Consiste en hacer reaccionar hidrocarburos que contienen de 1 a 4 átomos de carbono por molécula.
• Hidrogenación: Consiste en agregar átomos de hidrógeno a residuos de la primera destilación en presencia de catalizadores.

Combustión en los Motores Endotérmicos

Por explosión (gasolina):

• Se comprime en el cilindro una mezcla de aire y gasolina.
• Una bujía produce una chispa que ignita la mezcla.
• La combustión sucede de manera pareja y progresiva.

Por compresión (diésel):

• Se comprime en el cilindro solo aire.
• Un inyector pulveriza o atomiza el combustible sobre la masa de aire caliente y empieza a arder.
• La combustión sucede de forma espontánea.

Determinación de la Calidad de los Combustibles

Las pruebas realizadas son las especificadas por:

• ASTM (Sociedad Americana para el Chequeo de Materiales).
• SAE (Sociedad de Ingenieros de Automóviles).
• API (Instituto Americano de Petróleo).

Las pruebas a realizar son:

• Estimar su volatilidad.
• Estimar sus características de quemado y combustión.
• Estimar su pureza.
• Estimar su estabilidad bajo condiciones de almacenamiento.

Determinación de la Calidad de los Combustibles (Continuación)

Número octánico (gasolina): Medida de la habilidad para resistir la detonación (0 Heptano – Más detonante) y (100 Isoctano – Menos detonante).

Número cetánico (diésel): Medida de la rapidez con que ocurre la combustión espontánea (0 ɣ – Metil naftaleno – Baja ignición) y (100 Cetano – Más detonante).

Diferencias entre el Combustible Diésel y la Gasolina

Diésel:

• Es más pesado y aceitoso.
• Se evapora más lento.
• Más viscoso.
• Cadenas más largas (C14H30).
• Más barato (menos tiempo de refinación).
• Menos riesgos de incendio.
• Mayor poder calorífico (9200 Calorías/l).

Gasolina:

• Es más liviano y no aceitoso.
• Se evapora más rápido.
• Menos viscoso.
• Cadena más corta (C9H20).
• Más costoso (requiere más tiempo de refinación).
• Mayores riesgos de incendio.
• Menor poder calorífico (8000 Calorías/l).

Aditivos para Mejorar la Calidad Antidetonante

Antiguamente se usaron:

• Pentacarbonilo de Hierro Fe(CO)₅.
• Tetracarbonilo de Níquel Ni(CO)₄.
• Anilina C₆H₅NH2.

Actualmente en uso:

• Tetraetil Plomo Pb(C₂H₅)₄.
• Tetrametil Plomo Pb(CH₃)₄.

Modernamente, la gasolina sin plomo: Metil-ter-butil-éter (MTBE), aumenta el octanaje y reduce las emisiones de monóxido de carbono (CO) en aproximadamente un 10%.

Clasificación de los Combustibles Diésel Según la ASTM

Grado 1-D:

• Son combustibles volátiles.
• Desde keroseno hasta compuestos intermedios.
• Se utilizan en motores con frecuentes variaciones de carga y velocidad.

Grado 2-D:

• Son combustibles de baja volatilidad.
• Se utilizan en motores con cargas pesadas y velocidades uniformes.

Sistemas de Inyección Diésel

Funciones del Sistema de Inyección

• Suministrar la cantidad de combustible correcta.
• Sincronizar el suministro de combustible.
• Imprimir alta presión para pulverizar o atomizar el combustible.
• Distribuir uniformemente el combustible en cada cilindro.

Formas de Inyectar el Combustible

Bomba lineal y bomba rotativa.

La bomba de inyección lineal tiene los impulsadores en línea. El número de impulsadores debe ser igual al número de cilindros. Las levas están desfasadas según la distribución de la inyección de combustible para cada cilindro.

Funcionamiento de la Bomba Lineal

Al girar, el árbol de levas mueve los impulsadores y los émbolos ubicados en los cilindros de la bomba. Mientras se oprime el acelerador, se mueve la cremallera, que a su vez hace girar el helicoidal. Este suministra más cantidad de combustible a los cilindros de la bomba. Por medio de los émbolos, el combustible es enviado hacia cada inyector en la cámara de combustión del motor.

Partes del Elemento de la Bomba Lineal

• Botador: Lleva un rodillo sobre el que empuja una leva, haciendo levantar el conjunto.
• Émbolo: En su parte inferior, lleva una prolongación o vástago, el cual es empujado por el botador.
• Cilindro: Por el interior de este se desliza el émbolo. En su parte inferior lleva dos orificios, llamados toberas, que permiten la entrada y salida de gasóleo del interior del cilindro.
• Carcasa exterior del cilindro: Rodea al cilindro y al émbolo. En su parte superior, lleva un piñón que engrana con la cremallera.
• Muelle: Rodeando la carcasa exterior del cilindro, va un muelle. En su parte inferior, va la arandela del final inferior del émbolo.
• Válvula de retención: Situada encima del cilindro. Consta de una parte cilíndrica (que sirve de guía) y una parte cónica (que cierra el conducto de salida de gasóleo al inyector).
• Cremallera: Pieza alargada que tiene dentada una de sus caras, sobre la que engranan los piñones de las carcasas exteriores de todos los cilindros de la bomba.
• Colector: Conducto por donde llega el gasóleo procedente del filtro e impulsado por la bomba de alimentación.

Reguladores de Velocidad

Actúan de acuerdo con el acelerador. Tienen por misión regular la velocidad y las revoluciones para que no sean excesivas o demasiado bajas.

Tipos de Reguladores

De contrapesas, centrífugos o mecánicos: Colocados en una guía central, giran montados en el árbol de levas de la bomba de inyección. La posición de los contrapesos en el motor está determinada por la tensión de dos resortes con empuje contrario en cada contrapeso.

Regulador de vacío o neumáticos: Formado por una válvula de vacío acoplada en el lado de accionamiento de la bomba y controlada por la depresión creada en el cuerpo de Venturi. Depende del posicionamiento de la mariposa de gases (controlada directamente por el conductor por medio del pedal del acelerador) y del número de revoluciones del motor.

Regulador electrónico: No existe unión mecánica entre el acelerador y la cremallera de la bomba de inyección. El control lo realiza un pequeño ordenador electrónico.

Cuidado de la Bomba Lineal

• El árbol de levas de la bomba siempre debe estar lubricado con aceite, el cual nunca debe faltar.
• El filtro de gasóleo debe estar en perfecto estado para evitar la introducción de cualquier partícula de suciedad proveniente del gasóleo que ocasione desgaste o daño en las piezas.

Bomba de Inyección Rotativa

• Posee un solo elemento de bombeo para todos los cilindros del motor.
• Entrega combustible en orden correlativo. Por esta razón, el orden de inyección lo determina la posición de sus cañerías de alta presión.
• Todos los componentes se alojan en una sola carcasa.
• Se lubrica con el mismo combustible que inyecta, así que puede estar en cualquier posición.
• Es compacta y menos ruidosa.

Partes de la Bomba Rotativa y Funciones

• Bomba de transferencia: Su objetivo es darle al gasóleo una presión superior a la de la bomba de alimentación.
• Válvula reguladora: Controla la presión de transferencia de acuerdo con las revoluciones del motor.
• Válvula dosificadora: Dosifica y regula el suministro de gasóleo a los émbolos. Funciona accionada por el mando del acelerador a través del regulador.
• Cabezal hidráulico, carcasa y anillo de leva: Carcasa cilíndrica sujeta al cuerpo de la bomba. En uno de sus extremos tiene un anillo de leva. El número de levas de este anillo varía según el número de cilindros del motor.
• Cabezal hidráulico, rotor de bombeo y distribución: Alojado dentro del cabezal hidráulico. Su dispositivo cilíndrico de bombeo coincide con el anillo cilíndrico de leva, siendo su colocación la anterior.
• Regulador de velocidad: Actúa de acuerdo con el acelerador. Regula la velocidad y las revoluciones para que no sean excesivas o demasiado bajas.
• Salida de retorno: Siempre hay pequeñas fugas debido a las altas presiones que circulan por los conductos. El gasóleo procedente de las fugas va pasando por el interior de la bomba, rellenando los espacios libres y sirviendo de lubricante a los distintos mecanismos. Desemboca por el extremo opuesto al de entrada de gasóleo en el depósito general.
• Transmisión: A lo largo de la bomba va un eje que, tomando el movimiento del piñón del cigüeñal, acciona el regulador de contrapesos, el rotor de bombeo y distribución, así como la bomba de transferencia.
• Mando de acelerador y parada: El mando del acelerador se une mediante un muelle con el regulador de velocidad. El mando de parada actúa directamente sobre la válvula dosificadora, cerrando el paso de gasóleo al rotor.
• Tornillo de purga: En un costado de la bomba, lleva un tornillo para extraer el aire del interior de la misma.

Cómo Entrega el Combustible a los Cilindros (Bomba Rotativa)

La bomba de transferencia se encarga de aumentar la presión a la válvula dosificadora. La regulación de esta válvula se hace mediante el mando del acelerador, que abre más o menos el orificio de paso de gasóleo. El gasóleo llega al cabezal hidráulico y entra al rotor. Cuando no coinciden las perforaciones del cabezal con una del rotor, el único camino abierto que le queda al gasóleo es ir hacia los émbolos. Al girar el rotor dentro del cabezal, los rodillos se encontrarán con las levas, presionando a las zapatas y estas a los émbolos, que comprimirán el gasóleo haciéndolo salir por las perforaciones longitudinales del rotor. En este momento, el dedo distribuidor coincide con una de las salidas del cabezal a los inyectores. El gasóleo, comprimido por los émbolos, irá al inyector correspondiente.

Reguladores de Velocidad en la Bomba Rotativa

Actúan de acuerdo con el acelerador. Regulan la velocidad y las revoluciones para que no sean excesivas o demasiado bajas.

Tipos de Reguladores (Bomba Rotativa)

Reguladores mecánicos o de contrapesos: Masas excéntricas unidas al eje de la bomba que, al acelerar, se separan actuando sobre la válvula dosificadora para cortar el suministro de gasóleo y desacelerar el motor.

Regulador hidráulico: El regulador aprovecha las distintas presiones que en cada momento le da el gasóleo a la bomba de transferencia, dependiendo de las revoluciones del motor.

Cómo Detener el Motor (Bomba Rotativa)

Se actúa sobre el mando de parada, con lo que la leva semicircular irá elevando la arandela de tope hasta que la válvula dosificadora cierre totalmente la salida de gasóleo al cabezal hidráulico. El motor, al encontrarse sin gasóleo, dejará de funcionar.

Funciones Fundamentales de los Inyectores

• Introducir el gasóleo en el cilindro.
• Pulverizarlo finamente, con ayuda de la bomba de inyección, para que arda correctamente.
• Repartirlo uniformemente para que se mezcle bien con el aire y se queme en su totalidad.

Partes de los Inyectores

• Portainyector: Soporte donde van montadas el resto de las piezas. Tiene unos orificios de fijación con la culata.
• Tobera: Introduce el gasóleo en el motor. En su interior se aloja una aguja inyectora.
• Entrada de gasóleo: Conducto perforado en el portainyector que comunica con el conducto de la tobera.
• Varilla: Situada encima de la aguja inyectora. En su parte superior tiene un ensanchamiento.
• Muelle de presión: Colocado entre la cabeza de la varilla y el tornillo de regulación.
• Tornillo de regulación: Roscado al portainyector. En la parte inferior lleva un ensanchamiento en el que apoya el muelle. En la parte superior lleva una tuerca de blocaje.
• Sobrante: En la parte superior, lleva un capuchón roscado que cubre el tornillo de regulación y sirve de conducto para el gasóleo sobrante.

Formas de Apertura de las Toberas

Tan pronto como la bomba comienza a funcionar, hay un aumento de presión en la cavidad de la tobera que se aplica sobre la aguja inyectora. Esta presión vence la del muelle y levanta la aguja, dejando abiertos los orificios de salida. El gasóleo sale finamente pulverizado para mezclarse con el aire comprimido en el interior del cilindro. Tan pronto como la bomba deja de enviar gasóleo, la presión en el inyector disminuirá y el muelle recobrará su posición inicial, presionando la aguja y cerrando los orificios de inyección.

Tipos de Inyección

Inyección directa: El inyector introduce el gasóleo directamente sobre la cabeza del pistón. En este caso, el pistón tiene un hueco en la cabeza.

Inyección antecámara o indirecta: La culata lleva una cavidad interior que comunica con el interior del cilindro. En ella es donde el inyector introduce el gasóleo.

Mantenimiento de la Bomba de Inyección

.

• Mantener un cronograma para cambiar los filtros.

• Sacar el agua que se acumule en los depósitos de la bomba de alimentación.

• Purgar correctamente según especificaciones del fabricante.

• Respetar la puesta a punto

HABLEMOS DE HUMO.

AZUL – ACEITE EN LOS CILINDROS

Causas – Problema interno del motor

Solución – Reparar motor o perdidas en el turbo

BLANCO – COMBUSTIBLE SIN QUEMAR

Causas – Pistones y cilindro frio.

Solución – Avanzar el motor en temperatura de ambiente frias o dejar calentar el motor en marcha lenta.

NEGRO – COMBUSTIBLE PARCIALMENTE QUEMADO

Causas – Avance muy retrazado

– Exceso de combustible

– Pico de inyectores dañados.

– Cargas muy elevadas

– Funcionando debajo del máximo torque

Solución – Recalibrar avance

– Recalibrar mezcla aire combustible

– Motores más grandes o menores cargas

– Elevar la velocidad de trabajo

CORIENTE ELECTRICA

CORRIENTE ELÉCTRICA: Flujo de electrones a través de un conductor

VOLTAJE:Es la diferencia entre las cargas de signo contrario aplicadas a los extremos opuestos de un conductor. Su unidad de medida es el voltio y se mide con un voltímetro.

LEY DE OHM: se utiliza para calcular la corriente o intensidad (I), el voltaje (V) o la resistencia (R) en un circuito eléctrico.Amperios =Voltios/OhmiosOhmios =Voltios / AmperiosVoltios= Ohmios x Amperios

INTENSIDAD O CORRIENTE:Es la cantidad de electrones que pasan a través de un conductor en un momento dado. Su unidad de medida es el amperio (AMP). Se mide con un amperímetro

Un amperio es una corriente eléctrica de 6,28 billones de billones de electrones que atraviesan un punto determinado de un conductor en un segundo.

RESISTENCIA:Es la oposición que ofrece un conductor al paso de la corriente eléctrica. Esto se debe a la fuerza de oposición que ejerce el átomo para que no se desprenda el electrón y a los incontables choques entre los electrones y los átomos al atravesar el conductor. Su unidad de medida es el ohmio  y se mide con un ohmímetro.

GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD

Transformación de energía mecánica en eléctrica es  cuando el rotor gira a gran velocidad, debido a la energía mecánica aplicada en las turbinas, se produce unas corrientes en los hilos de cobre del interior del estator que transforman en electroimanes  Estas corrientes proporcionan al generador la denominada fuerza electromotriz, capaz de producir energía eléctrica a cualquier sistema conectado a él.

CIRCUITOS DE CARGA (GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD)

QUE ES UN DINAMO: Es un generador eléctrico formado por una bobina de cable de cobre que gira dentro de un campo magnético producido por un imán situado alrededor de ella y que cuando gira transforma la energía cinética que recibe en energía eléctrica continua

QUE ES UN ALTERNADOR: Es un generador de corriente eléctrica alterna, que transforma la  energía mecánica en  energía eléctrica por la rotación inducida por la polea del motor haciendo que  el rotor se crea el campo magnético que gira dentro del estator y la corriente alterna es inducida en el estator y  luego cambiada a corriente directa por un puente de diodos

PARTES DE UN ALTERNADOR

ESCOBILLAS, RECTIFICADOR, DIODO POSITIVO, DIODO NEGATIVO, ROTOR, TAPA DE ADELANTE, POLEA, VENTILADOR, DIODO DE AISLAMIENTO

ROTOR: está formado por un eje que soporta un juego de bobinas arrolladas sobre un núcleo magnético que gira dentro de un campo magnético

ESTATOR: Creado por un  juego de bobinas, arrolladas sobre unas piezas polares, que permanecen estáticas y  producen  un campo magnético que hacen girar el rotor

DIODO:Hace que la corriente circule solamente en un sentido determinado y filtran las alternancias de corriente generada por el alternador así la batería recibe corriente rectificada

ESCOBILLAS:Son unos dispositivos hechos de carbón que son  necesarios para establecer una conexión eléctrica entre una parte fija y una parte rotatoria en un dispositivo

CORRIENTE ALTERNA PRODUCIDA POR EL ALTERNADOR

El alternador realiza el proceso de transformación de energía a partir de ciertos fenómenos de inducción, a través de una corriente alterna. Para cumplir con esta función, el alternador posee dos partes, un Inductor, que crea un campo magnético, y un Inducido. Este último es el conductor a través del cual atraviesan las líneas de fuerza del campo magnético producido por el inductor.

CORRIENTE RECTIFICADA A CONTINUA

La rectificación de una corriente alterna para convertirla en corriente directa por medio de los diodos  que permiten el paso de la corriente eléctrica en una dirección y lo impiden en la dirección contraria

REGULADOR TRANSISTORIZADO

Un regulador de tensión o regulador de voltaje es un dispositivo electrónico diseñado para mantener un nivel de voltaje constante de referencia asignado

AJUSTE O TENSADO DE LA CORREA

Revisa la tensión de la correa empujando hacia dentro  la correa con la mano. La correa debe tener no más de 1/2 pulgada

Después se afloja el perno de la bamba de ajuste

Luego con una barra se mueve el alternador  y se aprieta el perno de la bamba de ajuste

Luego se enciende el motor por un minuto y se vuelve a medir el prensado de la correa

ACUMULADORES O BATERÍAS

Es un dispositivo electroquímico el cual almacena energía en forma química y cuando se conecta a un circuito eléctrico, la energía química se transforma en energía eléctrica.

COMPONENTES DEL ACUMULADOR

REJILLA: La estructura metálica (o esqueleto) de las placas de acumulador. Sirve como marco para sostener el material activo y conduce el flujo de corriente hacia (carga) y desde (descarga) los materiales activos de las placas negativas y positivas

CAJA: El recipiente que contiene y protege todos los componentes internos. Está moldeada de una sola pieza. La caja incluye las paredes de la celdas, así como los descansos de los elementos.

CELDA: Es un ensamble de placas positivas y negativas conectadas, con separadores entre ellas, que cuando se sumergen en el electrólito producen una reacción química que resulta en voltaje

BORNES: Conectores de plomo soldados de la terminal negativa de una celda a la terminal positiva de la celda adjunta hasta que todas las celdas queden unidas en serie. Estos conectores que pasan a través de las paredes de la celda, como se muestra en la ilustración reducen el recorrido de la corriente y dan como resultado un mayor voltaje terminal

POSTES TERMINALES: Después de que se han conectado en serie todas las celdas, los postes terminales positivo y negativo se prolongan a través de la parte superior o lateral del acumulador para permitir la conexión del acumulador al sistema eléctrico del vehículo por medio de cables

PLACAS: son rejillas con el material activó que producen la energía. Cada acumulador posee dos clases de placas determinadas por el material activo en ellas: Placa Positiva: Rejilla cuyo material activo es peróxido de plomo. Placa Negativa: Rejilla cuyo material activo es plomo esponjoso

SEPARADORES: Hojas delgadas o sobres de material altamente poroso no metálico, que separan las placas positivas y negativas a fin de evitar que hagan contacto entre sí y provoquen un posible cortó circuito.

ELEMENTO: Es un conjunto de placas unidas entre si por conectores y pueden ser positiva y negativas que intercalándose entre ella los separadores

QUE ES UN ELECTROLITO

Es acido sulfúrico  de densidad de 1.83 diluido en agua con densidad de 1000 y la densidad con la batería totalmente cargada es de 1.27

PROCESO DE DESCARGA Y CARGA DE LA BATERÍA

CARGA

Colocamos un generador de corriente:

Se establece la corriente en sentido contrario

El sulfato de plomo  reacciona cediendo acido sulfúrico al electrolito

Se transforma  de nuevo las placas positivas peróxidos de plomo y negativas plomo esponjoso

Si al finalizar el proceso  si sigue  aportando corriente  se produce se produce el proceso de electrolisis  del agua O2 es positivo y el H2 es la negativa  y por lo tanto hay perdida de agua

DESCARGA

Al pasar la corriente el acido sulfúrico reacciona con las placas formándose

(+) Sulfato de plomo liberando oxigeno e hidrogeno recibiendo electrones del circuito exterior

(-) el plomo reacciona con el acido formando sulfato de plomo liberando hidrogeno y cediendo  electrones  al circuito exterior

Hidrogeno y oxigeno  se combinan  formando agua

CONEXIONES EN LAS BATERÍAS

CONEXIÓN EN SERIE: Es aquella en donde la corriente eléctrica se dispone  de un solo camino  para circular  y si este se interrumpe  la corriente no puede circulas

CONEXIÓN EN PARALELO:Es aquella donde las corrientes eléctricas se disponen de 2 caminos  o más para circular  y si uno de ellos se interrumpe  no se verá afectado  el funcionamiento  de los demás

LECTURA DE LA CARGA DE UNA BATERÍA 26.67^OC

1,260=100% 1,230=75% 1,200= 50% 1,170= 25% 1,140=Muy poca 1,110= Descargado

CUIDADOS DE LOS ACUMULADORES O BATERÍAS

• Deben estar cargadas al máximo para evitar que las placas se sulfaten permanentemente.

• Mantener la limpieza de la batería

• Mantener los bornes limpios para un buen contacto.

• No agregar ácido al electrolito, solo agua desmineralizada.

• Mantener el nivel adecuado del electrolito.

• No sobrecargar la batería.

• No dejar la batería mucho tiempo sin recargarla porque se sulfatan demasiado las placas.

• Evitar golpes o sacudidas que puedan dañar la caja o los elementos internos.

• No golpear los bornes.

• Mantener bien sujeta la batería a su base.

• Cuidar el estado de los cables.

• Cuando se van a recargar, usar carga lenta.

• Evitar el sobrecalentamiento de la batería

SEGURIDAD EN LA MANIPULACIÓN DE LOS ACUMULADORES O BATERIAS

•Siempre desconectar el cable de masa o tierra primero para así evitar chispas o corto circuitos.

 •No invertir la polaridad de las conexiones.

•No colocar herramientas u otros objetos metálicos sobre de la batería.

• Los gases que desprenden las baterías son inflamables (hidrógeno)

•El ácido contenido en el electrolito es muy cáustico y corrosivo.

•Manipular las baterías con mucho cuidado ya que estas son muy pesadas

QUE ES UN MOTOR DE ARRANQUE O MOTOR DE PARTIDA

El motor de arranque es un motor eléctrico de corriente directa especialmente diseñada para tener una gran fuerza de torque capaz de hacer girar el motor de combustión interna

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

El motor de arranque es activado con la electricidad de la batería cuando se gira la llave de puesta en marcha,  haciendo que gire el arranque y conecte el bendix de pocos dientes con el volante de inercia que va conectado al cigüeñal y cuando el volante gira más rápidamente que el bendix se desacopla del motor de arranque evitando daños por exceso de revoluciones

PARTES DE UN ARRANQUE

ELECTROIMÁN O CONTACTOR: Es un circuito magnético con finalidad de transformar la energía eléctrica en magnetismo  generando así un campo magnético muy intenso, que provocará un movimiento mecánico

PALANCA DEL ELECTROIMÁN U HORQUILLA: Hace que el piñón se mueva hacia adelante haciendo que se engranando los diente del piñón con los diente de la corona del  volante

PIÑÓN O BENDIX: El es el encargado engranar  la corona del volante para girarlo y lograr el arranque.

MECANISMO DE EMBRAGUE O DE RUEDA LIBRE: Es para que cuando el piñón  quede engranado  con la corona del volante y se produzca el encendido del motor y éste comience a girar no arrastre al motor de arranque en su giro.

BOBINA DE CAMPO O ESTATOR: Es la parte fija donde van sujetas las bobinas inductoras encargado de generar un campo magnético estacionario necesario para que el inducido pueda girar

INDUCIDO O ROTOR: donde se produce la transformación de energía mecánica en eléctrica mediante inducción electromagnética

COLECTOR: Está formada por laminas de cobre delgada llamada delga y están aislada entre si  donde hacen contacto las escobillas

ESCOBILLAS Y PORTA ESCOBILLAS: Situados en la parte trasera, el porta escobillas, a través de los muelles, asegura la correcta fijación de las escobillas al colector.

CONTACTORES MAGNÉTICOS:

Es aquel que tiene estos componentes que lo hacen diferente al contactor con horquilla como son el muelle de recuperación y el interruptor magnético y bendix

ELECTROIMAN CONTACTOR CON HORQUILLA:

Es aquel que tiene estos componentes que lo hacen diferente al contactor magnéticos como son la palanca de electroimán,  electroimán, bobina de retención y accionamiento y un embrague de rueda libre

TIPOS DEACOPLAMIENTO:

Bendix,  piñón libre impulsado por horquilla, dyer

TOMA DE FUERZA 1

QUE ES EL EMBRAGUE

Es un importante componente, ya que permite acoplar y desacoplar el motor de la  caja de cambio  

PARTES DEL EMBRAGUE MONODISCO

Disco de embrague, plato opresor, pastillas, eje resorte y tornillos de las pastillas, resorte de presión, campana, tornillos de la campana, anillo de la pastilla, collarín 

CÓMO FUNCIONA EL EMBRAGUE

En la posición del embragado  los muelles mantienen al plato opresor desplazado  hacia el volante  del motor  oprimiendo  fuertemente  entre ambos disco  del embrague de manera que el giro  del volante  y el plato opresor  se trasmite al disco  y este al eje  primario de la caja de cambio.

En la posición de desembragado  al oprimir el pedal la horquilla presiona sobre el collarín  este sobre el anillo  y este sobre las pastillas  que al girar sobre su punto de apoyo  tiran del plato opresor  comprimiendo los muelles y separándolo  del disco del embrague 

EMBRAGUE DOBLE DISCO

Llevan independiente  el movimiento  de la caja de cambio al movimiento de la toma de fuerza  Para evitar inconvenientes que al pisar el pedal del embrague se detenga el movimiento tanto del tractor como de la toma de fuerza

PARTES DEL EMBRAGUE DOBLE DISCO

Disco de embrague primario, primer plato opresor, Disco de embrague segundario, segundo plato opresor, pastillas, eje resorte y tornillos de las pastillas, resorte de presión, campana, tornillos de la campana, anillo de la pastilla, collarín 

CÓMO FUNCIONA EL EMBRAGUE DE DOBLE DISCO

CUANDO FUNCIONA TOMA DE FUERZA Y CAJA DE CAMBIO JUNTO:  Cuando el pedal del embrague está totalmente suelto  los muelles presionan  sobre el segundo plato opresor  este sobre el disco de la toma de fuerza  este a su vez  sobre el primer plato opresor  y sobre el eje primario de tal forma que al moverse el volante y los platos opresores arrastran a los 2 disco de embrague  dando a la vez el movimiento al eje primario  de la caja  de cambio y de la toma de fuerza.

CUANDO FUNCIONA TOMA DE FUERZA Y QUEDA DESACOPLADA LA CAJA DE CAMBIO: Al pisar el pedal del embrague solo hasta la mitad  de su recorrido las pastillas tiran del segundo plato opresor  y este a través de los tornillos y muelles de unión  tiran el primer plato  opresor  separando el volante  del plato primario no trasmitiendo movimiento a la caja de cambio pero si a la toma de fuerza.

CUANDO SE DESACOPLADA LA CAJA DE CAMBIO Y LA TOMA DE FUERZA:Si se pisa completo el pedal del embrague hasta el final de su recorrido las pastillas del embrague siguen tirando  del segundo plato opresor  y al llegar  el primer a los topes del volante  el segundo plato se separa  del primer  del primero comprimiendo  los muelles situados  en los tonillos de unión en los 2 platos  dejando libre el disco de embrague  de la toma de fuerza

TIPOS DE EMBRAGUE

Embrague de cinta, Embrague cónico, Embrague de rueda libre, Embrague de zapatas

ACCIONAMIENTO DE LOS EMBRAGUES

ACCIONAMIENTO MECÁNICO: Este mecanismo se basa en el accionamiento del sistema de embrague, mediante un cable de acero, unido por uno de sus extremos al pedal de embrague, y por el otro a una horquilla de embrague, unida ésta a su vez con el cojinete de embrague.
ACCIONAMIENTO HIDRÁULICO: Los movimientos del pedal del embregue son transmitidos al embrague por presión hidráulica. Una varilla de empuje conectada al pedal de embrague genera presión hidráulica en el cilindro maestro cuando el pedal es presionado y esa presión hidráulica desconecta el embrague

CUIDADO DEL EMBRAGUE

•Nunca se debe trabajar a medio embrague  ya que esto provoca un calentamiento  excesivo de los forros  y su desgaste  rápido

• una vez puesto el movimiento el tractor quitar el pie del pedal de embrague  ya que la presión del pie  neutraliza  la presión de los muelles  ocasionando patinamiento  en el disco de embrague  con desgaste en el forro  y un desgaste excesivo  del collarín

•la operación  de desembragar  se hará con decisión y rápidamente  a fin de evitar  patinamientos inútiles del disco de embrague

AVERÍAS  DEL EMBRAGUE

FORROS DEL EMBRAGUE DESGATADO:

SÍNTOMAS: la velocidad disminuye  siguiendo el motor al mismo debido al patinamiento del disco del embrague

SOLUCIÓN: regular  el recorrido muerto del pedal  si con esto no se soluciona  se debe desmontar  y cambiar  el disco del embrague

COLLARÍN EN MAL ESTADO:

SÍNTOMAS: en el momento al pisar el pedal  se oye un ruido  que desaparece al dejarlo de pisar

SOLUCIÓN: cambiar el collarín por  otro nuevo

QUE ES LA CAJA DE VELOCIDADES  O DE TRANSMISIÓN

• Es un conjunto de engranajes que permite adaptar la potencia del motor a las ruedas motrices.

• Desmultiplica la velocidad de giro del motor adaptándola a las condiciones de trabajo

• Invertir el sentido de giro de la marcha.

GRUPO REDUCTOR O CAJA REDUCTORA:

Su función es aumentar el rango de posibilidades de combinación potencia velocidad, adaptándola a las condiciones de trabajo.

POSICIÓN DE LOS ENGRANAJES  EN LA CAJA REDUCTORA

3 POSICIONES: velocidades larga, velocidades corta y punto muerto 

PARA VELOCIDADES LARGAS: el piñón  grande de 24 dientes  engrana con el piñón pequeño  de 12 dientes  con el cual consigue: un aumento  de velocidad y menor torsión

 PARA VELOCIDADES CORTAS: el piñón  pequeño de 12 dientes  engrana con el piñón grande  de 24 dientes  con el cual consigue: un aumento  torsión y menor velocidad

 PUNTO MUERTO: no hay conexión  entre los piñones  del desplazable  y los del eje inferior por lo que no hay transmisión  de movimiento

TIPOS DE ENGRANAJES

DIENTES RECTOS: Es el tipo de engranaje son más simple y corriente y generalmente son usado para velocidades medias.

DIENTES HELICOIDALES: Más silenciosos que los rectos. Se emplean siempre que se trata de velocidades elevadas. Necesitan cojinetes de em­puje para contrarrestar la presión axial que originan.

DOBLE HELICOIDALES: Para las mismas aplicaciones que los helicoidales, con la ventaja sobre éstos de no producir empuje axial, debido a la inclinación doble en sentido contrario de sus dientes.

CÓNICO DE DIENTES RECTOS: Efectúan la transmisión de movimiento de ejes que se cortan en un mismo plano, generalmente en ángulo recto, por medio de superficies cónicas dentadas. Los dientes convergen en el punto de intersección de los ejes.

CÓNICO HELICOIDALES: Engranajes cónicos con dientes no rectos

CÓNICO HIPOIDES: Para ejes que se cruzan, generalmente en ángulo recto, empleados principalmente en el puente trasero del auto­móvil y cuya situación de ejes permite la colocación de cojinetes en ambos lados del piñón

TORNILLO SIN FIN: Cada vez que el tornillo sin fin da una vuelta completa, el engranaje avanza un número de diente

CREMALLERA: Rueda cilíndrica de diámetro infinito con dentado recto o helicoidal, Generalmente de sección rectangular.

CAJAS DE VELOCIDADES O TRANSMISIÓN:

Fundamentalmente tiene 3 ejes denominados: primario, intermedio y secundario

EL EJE PRIMARIO: recibe el movimiento  del grupo reductor  y tiene dos piñones  en toma constante  uno engranado con el grupo reductor  y el otro engranado  con un piñón del eje intermediario  por el cual pasa el movimiento

 EJE INTERMEDIO:  este lleva 4 piñones  de diferentes tamaños solidarios a él A en toma constante con un piñón del eje primario  que por ese recibe el movimiento  otro D engranado con un pequeño piñón E para conseguir la marcha atrás  dos piñones engranas el B y C

EL EJE SECUNDARIO: van colocado 2 desplazables uno el de 1^a y marcha atrás y otro en el 2^a y 3^a  independientemente uno del otro  que pueden deslizarse  sobre el estriado  de este eje  cada desplazable se compone  de un piñón unido a un collarín  en la garganta del cual se aloja  una horquilla que se acciona por medio de la palanca del cambio 

CAJA ENGRANAJES DESPLAZABLES EN LA VELOCIDAD

PRIMERA VELOCIDAD: el desplazable de 1 marcha se desliza hacia la izquierda engranado en este caso  el piñón motriz es pequeño  y el conducido es grande y la velocidad de giro del eje secundario será pequeño

SEGUNDA VELOCIDAD: se cambia la posición de la palanca haciendo que quede en la 2marcha  engrana al piñón desplazable  con el correspondiente  del eje intermediario  en este caso  el piñón  motriz b  y el conducido son del misma dimensiones lo que deriva que la segunda la velocidad es mayor que en la primera

TERCERA VELOCIDAD: se cambia la posición de la palanca haciendo que quede en la 3marcha    encajaran con las almenas  con el piñón del eje primario  al secundario sin sufrir reducción  de la toma constante primario-intermediario  consiguiendo de esta manera  la velocidad mayor de giro de esta caja de cambio

MARCHA ATRÁS:  partiendo del punto muerto  se desplaza la posición de la palanca hacia la posición marcha atrás  con lo cual el desplazable 1marcha  engrana su piñón  con el piñón  intermediario e dé marcha atrás  el cual a su vez  esta engranado  siempre con el d  del intermediario lo cual provoca  una inversión en el sentido  de giro  del secundario  haciendo que se desplace en sentido contrario

CAJA ENGRANAJES TOMA CONSTANTE SINCRONIZADAS

Este es un cambio de marchas con engranajes en toma constante en el que éstos, además de los piñones laterales, llevan solidario un tronco de cono de sincronización y el desplazable lleva, además de la corona un contracono que actúa como un  embrague y que hace que al tomar contacto con el cono, ambos alcancen una misma velocidad de giro, lo que se denomina fase de sincronización lo que permitirá engranar con toda facilidad el piñón lateral con la corona.

CAJA ENGRANAJES TOMA CONSTANTE

Engranajes del eje secundario y del eje intermediario permanecen conectados constantemente, y los  engranajes del secundario no van unidos al eje mediante estrías, pudiendo girar libremente sobre dicho eje. Estos engranajes llevan adosado a uno de los lados un piñón lateral y entre cada dos engranajes del eje secundario se coloca un desplazable lleva tallada en ambos lados una corona dentada acoplable a los correspondientes piñones laterales de los engranajes.

CAJA ENGRANAJES TOMA CONSTANTE ASISTENCIA HIDRÁULICA

Son 2 embragues  multidisco  de accionamiento hidráulico tienen funcionamiento opuesto    es decir cuando el embrague 1 se embraga el embrague 2  se desembraga y al revés los embragues  se manejan mediantes  un pulsador  y el paso de aceite a presión hace a través de electroválvulas

CAJA DE VELOCIDADES MANDOS EN LA CABINA

CAJA REDUCTORA: es  un mecanismo que consiste, generalmente, en un grupo de engranajes, con el que se consigue mantener la velocidad de salida en un régimen cercano al ideal

CAJA DE VELOCIDAD: consiste en un grupo de engranajes que de acuerdo a su posición consigue obtener mayor o menor velocidad de salida de acuerdo a la palanca de mando

RODAMIENTOS

Cojinetes formados por dos cilindros concéntricos entre los que se intercala una corona de bolas o rodillos que giran libremente.

Cumple las siguientes funciones: •Reducir la fricción.• Soportar los ejes en rotación.

TRANSMISIONES HIDROSTÁTICAS

Las transmisiones hidrostáticas aprovechan un líquido a presión para transmitir la potencia del motor a las ruedas. La potencia mecánica del motor es transformada en potencia hidráulica por medio de una bomba y luego se transforma en mecánica nuevamente, gracias a un motor hidráulico que acciona las ruedas motrices. Esta transmisión hidrostática puede realizar la función del embrague y de la caja de velocidades.

TRANSMISIONES HIDROSTÁTICAS VENTAJAS

• Margen continúo de velocidades y pares motor.

•Mando simplificado por medio de una palanca.

•Cambio de velocidad progresivo, sin escalones.

•Cambios de velocidad en plena marcha.

•Máximo par motor para arrancar.

•Facilidad de acoplamiento.

•No necesitan embragues ni trenes de engranajes.

TRANSMISIONES HIDROSTÁTICAS DESVENTAJAS

• Costo inicial de las máquinas muy alto.

• El calor excesivo puede ocasionar fallas en el sistema, se necesitan enfriadores de aceite.

• Las impurezas en el aceite pueden ocasionar graves daños, ya que las tolerancias entre sus piezas son muy pequeñas.

Aunque de fácil mantenimiento, este se debe realizar de una forma muy rigurosa, en cuanto a los lapsos y a la limpieza.

• Menor eficiencia que los sistemas mecánicos en la transmisión de la potencia