01022012-automotriz[1]
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UNIVERSIDAD NACIONALPEDRO RUIZ GALLO
F acultad de I ngeniera M ecnica y E lctrica
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INTRODUCCIN
La Ingeniera Automotriz es una rama caracterizada por su constante evolucin.
Desde la invencin del vehculo, en el que se incursion con Motores Otto, luego
pasando por los Motores Diesel, los cuales por su alto rendimiento econmico e
ilimitado margen de potencia, han copado casi todo el mercado Automotriz; hasta la
reciente recuperacin del Motor Otto, con el uso de sistemas electrnicos en el
encendido y la inyeccin, mas la invencin ecolgica en el uso del gas, son testigos
de la vertiginosa evolucin de la Ingeniera Automotriz.
La Formacin Profesional del futuro Ingeniero Mecnico, en lo que respecta al rea
Automotriz, requiere de todo un bagaje de conocimientos dentro de los cuales
podemos citar: el estudio de la problemtica del transporte Automotriz y las
alternativas de solucin, el conocimiento de las cualidades de explotacin, los datos y
especificaciones tcnicas del vehculo y sus agregados, la evaluacin y manejo de
los factores que influyen sobre el rendimiento, mas el anlisis y clculo de la
dinmica de traccin y el planteamiento de recomendaciones para economizar
combustible, por citar algunos, estn incluidos en el presente Texto.
La Formacin Profesional tambin requiere de destrezas prcticas e investigacin,
para lo cual conjuntamente con el Ing. Enrique Neciosup Incio hemos elaborado el
Proyecto. TALLER DIDCTICO DE INGENIERA AUTOMOTRIZ FIME.
Este texto hecho con vocacin docente y humildad, dedico a los estudiantes de la
Facultad de Ingeniera Mecnica y Elctrica de la Universidad Nacional Pedro Ruiz
Gallo. El mismo servir como Texto base para la asignatura Ingeniera Automotriz.
Para llegar a el he elaborado desde 1990 diversas publicaciones, dentro de las
cuales estn:
Conserve su vehculo y ahorre combustible.Unidades mviles.
Evaluacin y optimizacin del rendimiento de vehculos.
Espero que este acervo contribuya al reconocimiento y prestigio de nuestra Alma
Mater.
El Autor
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CONTENIDO:
UNIDAD A.- GENERALIDADES Y CONCEPTOS BSICOS
1. Problemtica y perspectivas del transporte automotriz en nuestro medio.
2. Cualidades de explotacin de los automviles.
3. Disposicin general de los sistemas y agregados. Tipos.
4. Datos y especificaciones tcnicas.
5. rganos de mando y aparatos de control.
6. Rendimiento: Concepto. Factores relacionados al desarrollo del
rendimiento. Optimizacin.
7. Seleccin de vehculos.
UNIDAD B.- GENERACIN MOTRIZ Y TRANSMISIN
1. Principio de funcionamiento. Estructura. Clasificacin
1.1. Motor: Arranque, Lubricacin. Enfriamiento. Distribucin de Gases.
Inyeccin.
1.2. Embrague.
1.3. Caja de Cambios.
1.4. Puente Posterior.
2. Balance de Traccin.
2.1. Caractersticas del motor.
2.2. Determinacin de los momentos de impulsin aplicados a las ruedas
motrices: Procedimiento de clculo. Mtodos.
2.3. Fuerzas de resistencia al desplazamiento del vehculo.
2.4. Balance de traccin y ecuacin diferencial de marcha.
3. Dinmica de Traccin y Economa de Combustible3.1. Balance de Potencias.
Caractersticas de Traccin: Concepto. Procedimiento en la confeccin
de las caractersticas de traccin potencial.
3.2. Factor dinmico y caracterstica dinmica universal: Determinacin.
Procedimiento. Finalidad.
3.3. Clculo de Traccin del Automvil
3.4. Economa de Combustible. Concepto. Procedimiento de clculo.
Importancia.
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4. Combustin y uso del Gas como Combustible Alternativo
4.1 Concepto.
4.2 Resultantes de la Combustin Diesel.
4.3 Gas Natural Comprimido: Composicin. Propiedades.
Ventajas. Ahorro4.4 Comparacin de las Propiedades del Gas con la Gasolina.
4.5 Cuadro Comparativo del Comportamiento del Motor Otto.
4.6 Instalacin de un Equipo de GNC.
UNIDAD C: SISTEMAS
1. Finalidad. Estructura. Principio de Trabajo. Tipos:
1.1. Suspensin y amortiguacin.1.2. Direccin.
1.3. Freno.
Ejemplos de Clculo
UNIDAD D: EXPLOTACIN DE VEHCULOS:
1. Prueba:
1.1. Concepto y Metodologa.
1.2. Procedimiento para determinar las cualidades de explotacin.
1.3. Prueba de compresin.
1.4. Determinacin del Estado Mecnico.
1.5. Determinacin del Rendimiento
1.6. Sistemas automticos en la Diagnosis de Motores.
2. Conduccin:
2.1. Normas de Operacin Principales.
2.2. Normas de Operacin Complementarias
Influencia de la velocidad sobre los gastos.
Caractersticas de trabajo del vehculo.
Relacin entre la carga que soporta el neumtico y su duracin.
Distancia de parada econmica.
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UNIDAD A.- GENERALIDADES Y CONCEPTOS BSICOS
1. PROBLEMTICA Y PERSPECTIVAS DEL TRANSPORTE AUTOMOTRIZ DE
NUESTRO MEDIO
La problemtica del transporte automotriz es un tema que merece amplio y
profundo anlisis.
Sobre el particular se han escrito monografas, las cuales podemos sintetizar
puntualizando los aspectos ms importantes, siendo stos:
1 El desequilibrio existente entre la flora automotriz y la demanda que sobre ella
hay.2 Las lneas del transporte urbano en muchas ciudades no tienen trayectorias
adecuadas y coordinadas. Tampoco cuentan con paraderos oficiales, y si los
tienen, no existe sealizacin alguna.
3 Las unidades usadas, en gran porcentaje, se encuentran en mal estado. Los
factores que contribuyen a sta preocupante situacin son:
- La inexistencia, por parte del Estado, del Control Tcnico de las unidades,
al momento de ingresar a nuestro pas.
- La falta de un Sistema Peridico de Control del Estado y del Rendimiento.
- La falta de Control Peridico adecuado de Calidad de combustible y
lubricantes, por parte del Estado.
- El desconocimiento total o parcial de las Normas de Operacin de la
unidades, por parte de los conductores.
Los factores enumerados hacen que la conduccin sea ms costosa y que
el tiempo de vida til sea considerablemente menor.
4 La baja Rentabilidad de los vehculos causada por diversos defectos de
diseo y problemas de Operacin y Mantenimiento.
5 La contaminacin ambiental, que a futuro puede destruir la ecologa.
6 Nuestro pas, como los pases del tercer mundo solamente se ha limitado a
optar una Tecnologa de Consumo (Mantenimiento, Reparacin), y en el
mejor de los casos, a la tecnologa de Complectacin o Montaje.
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Expuesta la Problemtica, veamos cuales podran ser las alternativas de solucin
y las perspectivas inherentes:
Las medidas inmediatas a optar deben ser:
1 En la actualidad, la existencia sobredimensionada de vehculos, si bien alprincipio fue beneficiosa por la poltica de reflotamiento que era necesario, y
para la regulacin de los precios del pasaje, este fenmeno viene causando
problemas no slo de orden social, sino tcnico por cuanto habiendo menos
demanda las unidades estn siendo demasiadamente exigidas, incurriendo
inclusive en falta a las Normas Tcnicas de Operacin. Por lo tanto, el
Gobierno debe dar de baja a aquellas unidades que tengan ms de 20 aos,
sobre todo en el transporte pblico, por el inminente peligro del freno y ladireccin, producto del elevado desgaste.
Para reflotar el parque automotriz el estado debe otorgar prstamos en
cmodas cuotas.
2 Reordenar toda la infraestructura del transporte urbano y dar toda la ayuda
posible a los transportistas a fin que puedan cumplir con los dispositivos
actualizados.
Una iniciativa importante fue la de seleccionar zonas y vas, segn el tipo de
vehculo para descongestionar el trnsito Lo que falta en nuestro medio es
instalar paraderos y sealizarlos. La Polica de Trnsito debe hacer cumplir la
sealizacin de los paraderos. Nosotros los usuarios y los transportistas
debemos saber que los primeros cambios, producto de estar parando a cada
rato, provocan elevado consumo de combustible y desgaste del Motor.
3 Mejorar el Control de Calidad de combustibles, lubricantes, repuestos y dems
insumos, mediante uso de equipos modernos y de personal altamente
capacitado y probo. Las adulteraciones en la Calidad deben ser sancionadas
drsticamente. debiendo ser la medida extrema la clausura del
establecimiento.
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4 Crear Sistemas de Control Ecolgico de Vehculos.
Constituye una alternativa importante la importacin o adaptacin de motores a
gas, por ser un combustible limpio y por su bajo precio.
5 Mejorar el nivel de conocimiento a todo el personal vinculado al transporte
colectivo o individual.
- Brindndole informacin especializada.
- Adiestrndolo e inculcndole disciplina en el cumplimiento de las Normas de
Operacin (conductores), Reparacin y Mantenimiento (mecnicos)
Respecto a los conductores, se debe fundar una Escuela de Choferes, quienes
por espacio de 1 ao deben recibir la preparacin tcnico-prctica, y el
adiestramiento del caso. Esta iniciativa es un reto para la FIME.
6 Implementar un Sistema de Control de Calidad de las unidades. Por ejemplo,
se puede instalar un Banco de Pruebas de Automviles en la Aduana u otro
lugar adecuado.
El control debe efectuarse segn los Datos y las Especificaciones Tcnicas
que el fabricante (o representante) debe entregar como garanta de la calidad
de su producto.
7 Para las grande Urbes, adoptar el Sistema de Transporte Elctrico (tranvas,
trolebuses). Al respecto, cabe sugerir que "no necesariamente" las vas o
pistas para los tranvas deben ser areas.
Claro est, para satisfacer las necesidades de energa de este tipo de flota, se
deben de hacer realidad los grandes proyectos Hidroenergticos, Nucleares y
otros. El Transporte Ferroviario y Martimo son soluciones totalmente viables
para nuestro medio.
8 En cuanto refiere a la formacin profesional de los alumnos de las
Universidades, se debe implantar la obligatoriedad de la signatura Ingeniera
Automotriz, por las siguientes razones:
- El Transporte Automotriz maneja ms del 30% de la economa nacional.
- Por cuanto numerosas empresas cuentan con flota, existe un amplio
espectro de trabajo para los egresados de la FIME como Jefes deMantenimiento.
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- Otras fuentes de trabajo en el Sector Automotriz pueden ser:
Revisin Tcnica.
Escuela de Chferes
Capacitacin en todos los niveles
Control de calidad
Instituciones reguladoras del transporte, etc.
9 Es notable el alejamiento entre instituciones que en forma directa o indirecta
tienen que ver con el sector Automotriz.
Los problemas actuales requieren de un trabajo conjunto de las Instituciones a
travs de sus potenciales intelectuales.
Las Instituciones llamadas a resolver los problemas del sector automotriz son:
- La Universidad
- Los Municipios
- El Colegio de Ingenieros
- La Direccin de Trnsito
- La Cmara de Comercio
10 En cuanto a las perspectivas de la Industria Automotriz, o Industria en
general, se puede crear un Ministerio de Fabricacin de Mquinas bajo
convenio con las potencias industriales. Esto seria el inicio de una liberacin
tecnolgica, aparte que reducira radicalmente el precio de las maquinarias.
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2. CUALIDADES DE EXPLOTACIN
Las Cualidades de Explotacin son el conjunto de bondades y limitaciones que
tiene cada vehculo.
Las Cualidades de Explotacin se pueden clasificar en :
2.1 CUALIDADES CINEMTICO-DINMICAS
Velocidad mxima y mnima de movimiento
Recorrido y tiempo de rodadura libre del vehculo.
ndices de traccin, como caracterstica externa.
Recorrido, tiempo e intensidad de aceleracin.
Recorrido, tiempo e intensidad de frenado.Debido a que el impulso del vehculo creado por la fuerza tangencial de
traccin (Ptg) es diferente para las velocidades y condiciones de caminos
diversos, ltimamente se vienen creando Sistemas Computarizados de
Adherencia, los cuales:
Detectan el tipo de camino.
Seleccionan y ordenan las mejores variantes dinmicas a fin que tanto, la
adherencia como la Ptg sean las apropiadas.
2.2 CUALIDADES ECONMICAS
Principalmente determinan el consumo de combustible (Qs) del motor ( su
equivalente Rendimiento Econmico, Km/G) ligado a la unidad.
Este parmetro se mide a travs de la conocida frmula:
QS = geNe (Lit /100 km).(1)
10V
ge Consumo especfico de combustible, gr /CV. hr
Ne Potencia efectiva del motor, CV
Densidad del combustible, gr / cm3
V Velocidad del vehculo, Km/hr
Densidades:
Gasolina : 0.68 a 0.78 gr/cm3
Petrleo : 0.83 a 0.89 gr/cm3
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Debido a que Qs puede ser tambin determinado en forma experimental, la
frmula expuesta nos permitira calcular el Consumo Especifico de
Combustible (ge).
Las diferentes pruebas se realizan bajo diferentes regmenes de carga y
velocidad debiendo stos mantenerse constantes durante el tramo de prueba.
Cabe, como referencia sealar que dentro de los aparatos de medicin para
pruebas en la actualidad tienen mayor perspectiva:
- El electroregistrador multicanal.
- El oscilgrafo magneto - elctrico, entre otros.
2.3 CUALIDADES AUXILIARES
Que evalan las funciones que son de tipo auxiliar, ejecutadas por los sistemas
diversos; asimismo las cualidades a las que se recurre espordicamente. AI lado
derecho estn los parmetros que los caracterizan.
TRAFICABILIDAD : Los esfuerzos de traccin bajo extremas
condiciones de configuracin y consistencia del
camino.
La resistencia a la rodadura.
DIRIGIBILIDAD : Radio mnimo de giro.
Fuerza de adherencia en sentido transversal.
Fuerza de giro.
ESTABILIDAD :
ESTABILIDAD
LONGITUDINAL : Angulo esttico limite de ascenso.
Angulo esttico limite de descenso.
ESTABILIDADTRANSVERSAL : Angulo esttico limite, de inclinacin transversal
con desplazamiento rectilneo.
ESTABILIDAD : Fuerza centrfuga resultante que es funcin de:
TRANSVERSAL CON La velocidad angular de giro del vehculo
DESPLAZAMIENTO alrededor del centro de giro.
CURVILNEO : Radio de giro del centro de gravedad.
Componente lateral del peso del automvil.Inclinacin de la carretera.
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Respecto a la Estabilidad, la inclusin de sistemas de suspensin de Regulacin
automtica programada, viene a constituir la mejor alternativa de solucin a los
problemas de estabilidad.
SUAVIDAD : La frecuencia, amplitud y velocidad de
oscilacin.
La aceleracin y velocidad de
variacin de las aceleraciones.
Sobre los procedimientos, los aparatos de prueba, las condiciones y
recomendaciones particulares para la determinacin de las Cualidades de
Explotacin se tratar en la UNIDAD D.
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3. DISPOSICION GENERAL DE LOS SISTEMAS Y
AGREGADOS
La Disposicin General es la ilustracin esquemtica de la estructura global del
vehculo.
En el caso particular el vehculo tiene las siguientes caractersticas:
- Traccin posterior, 4 x 2.
- Caja de cambios de engranajes desplazables.
- Embrague de discos.
- Motor Diesel.
- Direccin hidrulica.
- Freno neumtico.
LEYENDA
M : Motor
E : Embrague
C : Caja de cambios
R : Reductor central
R.1. Pin de ataqueR.2. Corona
R.3. Diferencial
R.3.1.Planeta
R.3.2. Satlite
1. Tambor de freno
2. Aro
3. Neumticos gemelos motrices4. Mando luces direccionales
5. Acelerador
6. Pedal de freno
7. Pedal de embrague
8. Rueda directriz
9. Servo de direccin
10. Compresor11. Radiador
12. Ventilador
13. Bomba de agua
14. Tobera (Inyector)15. Bomba de Inyeccin
16. Mltiple de escape
17. Silenciador
18. Tanque de combustible
19. Muelles
20. Semieje
21. rbol de transmisin
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Dib. 1. Disposicin General
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TIPOS
La clasificacin de los Agregados y Sistemas del Automvil concernir a :
I. GENERACION MOTRIZ TRANSMISIN
II. DIRECCIN
III. FRENO
IV. SUSPENSION Y AMORTIGUACION
I. GENERACION MOTRIZ - TRANSMISION
MOTOR
1. Tipo de Combustin
a. Externa (motor de carburador) .................................................................. ..... C
b. Interna (motor DIESEL).................................................................................. D
- Con Precmara ......................................................................................... DP
- Combustin Directa .............................................................................. .... DD
- Con cmara de Turbulencia....................................................................... DT
- Con Clula de Energa ............................................................................. DC
Aparte del motor de movimiento alterno, podramos incluir como agregado defuerza motriz, a la Turbina ........................................................................... Tu
2. Segn Nmero de Tiempos
a. De Dos Tiempo ............................................................................................. 2
b. De Cuatro Tiempos............................................................................... ........ 4
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3. Tipo do Encendido
a. Por Autoignicin ..................................................................... DD, DP, DT, DC
b. Por Chispa
- Encendido Convencional ........................................................................... EC
- Encendido Electrnico................................................................................. EE
4. Segn la Potencia (Ne) o segn la Frecuencia de Rotacin(n)
Ne (Kw) n (RPM)
Alta Mayor de 200 Mayor de 3,000Mediana : 100 - 200 2,000 - 3,000
Baja Menor de 100 Menor de 2,000
Ne se puede expresar en Kw = 1.34 HP.
5. Segn el par motor, expresado en Kg f-m
1 Nm = 0.102 Kg f-m
6. Disposicin de los Cilindros
a. En Lnea
- Normales ...................................................................................................... L
- De Embolos Opuestos ............................................................................... EO
- En Estrella ................................................................................................. Es
b. En V............................................................................................................ V
7. Tipo de Transmisin de Fuerza
a. De Embolo Buzo ......................................................................................... EB
b. De Cruceta ......................................................................................... ........ Cr
c. De Embolo Rotativo ............................................................................ ....... ER
8. Tipo de alimentacin - Aire
a. Aspiracin Natural ................................................................................. ...... AN
b. Aspiracin Forzada o Sobrealimentada o Turbo alimentada ......................... T
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9. Tipo de Enfriamiento
a. Aire ............................................................................................... .................. A
b. Liquido Refrigerante (agua)......................................................................... .. Ag
10. Tipo de Combustible
a. Slido ............................................................................................. ............... S
b. Liquido: Gasolina ... (Octanaje) Petrleo (D-1)(D-2)
c. Gaseoso (GLP) (GNC) .......................................................................... G
d. Otros .................................................................................................................
11. Tipo de Bombeo del Combustible
a. Bombeo Mecnico ...................................................................................... BM
b. Bombeo (inyeccin) Electrnico ................................................................. BE
12. Tipo de Enfriamiento del Aire de Admisin
a. Sin Enfriamiento .......................................................................................... SE
b. Con Enfriamiento Intermedio (INTERCOOLER)............................................ I
Debo mencionar que esta clasificacin considera los trminos y conceptos modernos;
tambin hago la salvedad, que sta ha sido confeccionada bajo criterio personal.
Utilizando esta simbologa se puede nomenclaturizar a los Motores con fines de
identificacin. Veamos el siguiente ejemplo:
La simbologa conjunta del Motor SCANIA DSC 1123 sera:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
DD 4 3621900
1661100
L 127145
T AgD 2
BM I 142
NOTA:
En el espacio 4 se anotar la Potencia y su RPM correspondiente.
En el espacio 7 se indicar la relacin dimetro / carrera el pistn.
El espacio 13 ser para anotar una cualidad ergo econmica, como el consumo
especifico de combustible ge (gr/cv.h).
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EMBRAGUE
1. Tipo do Acoplamiento
a. De Disco
b. Cnico
c. Centrfugo
d. Hidrulico
e. Electromagntico
2. Segn tipo de mando o Accionamiento
a. Mecnico
b. Hidrulico
c. De Vaco
d. Elctrico
CAJA DE CAMBIOS
1. Segn Tipo de Contacto de los Cuerpos Slidos
a. Sistema de Engranajes Desplazables.
b. Sistema Planetario.2. Segn Grado de Automatizacin.
a. Manual
b. Semiautomtico
c. Automtico
CONVERTIDOR DE PAR
El Convertidor de Par es la conjugacin del Embrague con la Caja de Cambios en un
solo agregado.
Su clasificacin se har por los nombres ms conocidos de los sistemas:
a. S. Cruis - O - Matic
b. S. Dynaflow de Una Turbina
c. S. Dynaflow de Doble Turbina
d. S. Super - Turbina - Drivee. S. Hydramatic 61-05
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Los rubros II, III y IV pueden clasificarse en el siguiente cuadro:
MECNICA HIDRULICA NEUMTICA
DIRECCIN
FRENO
SUSPENSIN
AMORTIGUACIN
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4. DATOS Y ESPECIFICACIONES TECNICAS (DET)
CONCEPTO
Los DET son parmetros de trabajo del Automvil como Unidad, de sus Sistemasy Agregados que la conforman; asimismo de su Estructura.
Esta informacin nos permite establecer el carcter y amplitud de los parmetros
e ndices que identifican tal o cual Cualidad de Explotacin del Automvil.
Desde este punto de vista, el concepto sobre los DET puede abarcar cuatro
etapas en la Industria Automotriz.
1. Etapa de Clculo y Diseo.Donde los DET se dan como parmetros iniciales hacia el logro del objetivo
trazado por las Cualidades de Explotacin que pueden ser, de orden:
- Tcnico-econmico: Como el Rendimiento o el Consumo de Combustible
- General: Destinado a establecer los requisitos indispensables para el
funcionamiento normal del automvil.
- Propio: Vinculado al tipo de Automvil dentro de su Clasificacin General.
- Especial Que lo distingue de otra Unidad de su mismo tipo.
Por tal razn, las Cualidades Especiales intervienen en la citada etapa como
elemento principal.
2. Etapa de fabricacin.
Como es de conocimiento, la Unidad Automotriz est conformada por
Sistemas, los cuales a su vez estn conformados par Agregados, existiendo en
consecuencia, una estrecha relacin entre estos 3 objetivos.
Por ejemplo, la Velocidad del Automvil depende - aparte del sistema de
Transmisin - del rgimen del Motor.
En este caso, la Especificacin Tcnica como la Potencia del Motor (y la
Frecuencia de Rotacin ntimamente vinculada a ella) intervienen coma
parmetro final, para cuyo logro debern cumplirse (ejecutarse) los parmetros
de tipo constructivo establecidos en la 1ra. etapa.
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3. Etapa de Seleccin
Donde los DET determinarn la calidad del vehculo en comparacin con otros.
4. Etapa de Explotacin
La cual podra subdividirse en dos etapas:
- Prueba: Donde los DET intervienen para verificar si la fabricacin
corresponde al diseo.
- Explotacin Propiamente Dicha: Que utiliza a los DET como Patrn de
referencia para efectos de determinar el Rendimiento de la Unidad,
transcurrido cierto periodo de su explotacin.
IMPORTANCIA
El conocimiento de los DET nos permite:
a. ESTABLECER las bondades y limitaciones de un Automvil, a travs de
ciertos ndices o parmetros como la Velocidad mxima o la Capacidad.
b. COMPARAR al Vehculo con otro de su gnero o similar.
El Consumo Especifico de Combustible, por ejemplo, puede establecer
clara ventaja de un Vehculo sobre otro.
c. CALCULAR parmetros en funcin a otros ya conocidos.
d. DETERMINAR el Rendimiento.
e. REALIZAR un Control de las Unidades importadas al momento de su
recepcin en nuestra Aduana.
f. HACER que la Revisin Tcnica peridica tenga el nivel acorde a las
exigencias establecidas por la Institucin competente.
g. OPERAR adecuadamente el vehculo.
h. ADAPTAR otros Sistemas o Agregados. Por ejemplo, la sustitucin de unMotor de Carburador por un Diesel.
i. PLANTEAR perspectivas de desarrollo a travs de un estudio profundo del
comportamiento del Automvil y de otros fenmenos inherentes a l.
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DATOS TECNICOS
Cuadro N 1
N DENOMINACIN Unidad Cant.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Tara en asfalto (mxima) Tn
Peso del Automvil
Total (bruto) Kg
Propio (seco) Kg
Velocidad Mxima Km/h
a. Bajo carga total, por terreno horizontal y asfaltado
b. Posible
Distancia de Parada mnima, bajo carga (peso) total, a
determinada velocidad, por terreno horizontal asfaltado. M
Consumo de combustible (de Control), por c/100 Km o Lit./100 Km
Rendimiento Econmico Km/Gl
Dimensiones:
Largo mm
Ancho mm
Altura mm
Batalla mm
Radio Mnimo de Giro M
Holgura (luz) para trnsito o distancia
mnima al suelo mm
Capacidad de Traccin :Remolque : Peso Kg
Tara Tn
Parmetros dinmicos:
Tipo de Traccin
Factor dinmico
En la Bitcora o Libreta de Control del carro se debe consignar esta informacin
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Las Especificaciones Tcnicas son los parmetros de funcionamiento y detalles de
diseo de los agregados.
ESPECIFICACIONES TCNICAS DEL MOTOR
Cuadro N 2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Marca. Modelo. Serie. Ao de Fabricacin
Tipo:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
N DENOMINACION Unidad Cantidad
Nenominal a .................................RPM CV (HP) (KW)
Mmximo a RPM Kgf-M (N M)
nmnimo o Ralent : RPM
Cilindrada Lit, cm3
Relacin de Comprensin
Presin de Comprensin Kg/ cm2
Presin del aceite (Rgimen nominal) Kg/ cm2
Presin del sistema de frenos Kg/ cm2
Consumo especfico de combustible gr / HP - Hr
Consumo admisible de aceite lit /1,000 Km
Dimensiones nominales mm
Peso del Motor Kg
Combustible recomendable
Para la nomenclatura del rubro 2)., ver Clasificacin de Motor.
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EMBRAGUE
Tipo ...................................... Marca .................................... Modelo ............................
Juego libre: Palanca de embrague ......................................................................(mm).
Pedal ......................................................................(mm).
CAJA DE CAMBIOS
Tipo ...................................... Marca .................................... Modelo ............................
Relaciones de
Transmisin
1 2 3 4 5 6 7 8 Marchas Atrs
Velocidades
correspondientes
Km / h
PUENTE POSTERIOR
Tipo: Transmisin Reductor Central ..................................................................
Transmisin Terminales ..................................................................
Relacin de Transmisin ..................................................................
FRENO
Compresor: Tipo ................................................. Marca .............................................
Juego libre : Pedal ............................................................................................... (mm)
Horquilla de Accionamiento ............................................................(mm)
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DIRECCION
Tipo del mecanismo directriz ..................................................................................
Relacin de transmisin ..................................................................................
Angulo mximo de giro de las ruedas directrices ...... .............................................. ()
SUSPENSIN
Neumticos: Tipo...........................................................................................................
Presin: Delanteros ............................................................... (Kg/cm2)
Posteriores ............................................................... (Kg/cm2)
INSTALACION ELECTRICA
Tensin Nominal.............................................................................. (v).
Generador : Marca ..................... Tipo de Corriente ...........................................
Arrancador: Potencia .............. (HP) Tipo de Accionamiento ...........................
TIPOS Y VOLUMENES DE LUBRICANTES
Cuadro N 3
Agregado Propiedad Temperatura(C)
Tipo CapacidadGl
Caja deCambios
PuentePosteriorDireccin
Motor
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5 . ORGANOS DE MANDO Y APARATOS DE CONTROL
Los rganos de Mando son aquellos a travs de cuya maniobra podemos:
- Encender el motor
- Iniciar la marcha- Dar el rgimen de trabajo
- Variar la direccin de desplazamiento
- Detener el vehculo, en forma provisional o total, entre otras funciones.
Los Aparatos de Control nos indican la funcionalidad de los diversos sistemas e
ilustran las variaciones de sus parmetros:
- Velocidad del vehculo- Kilometraje
- Presin de los neumticos
Motor:
- Presin de lubricacin
- Temperatura del refrigerante
- Frecuencia de rotacin
- Carga elctrica
Nivel de combustible, etc.
Dada la coincidencia relativa entre los diversos tipos de Automviles equipados con
Motor DIESEL y la diversidad de modelos y firmas, convengo adecuado
enumerar algunos rganos de Mando y aparatos de Control:
rganos de Mando
1. Timn
2. Palanca de Cambios3. Pedales:
Acelerador
Freno
Embrague
4. Mando Manual:
Freno de Estacionamiento
Freno del RemolqueRalentizador
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5. Mando:
De parada del Motor
Para la supermarcha
De la calefaccin y ventilacin
6. Acelerador de Mano
7. Vlvulas:
De toma de aire, freno de estacionamiento
De bloqueo, freno de estacionamiento
8. Conmutador para el limpia y lava parabrisas
9. Palanca para Intermitentes:
Luces de carretera y cruce
Luz de rfaga
10. Interruptores
Luces de advertencia
Toma de fuerza
Blocaje de diferencial
Aparatos de Control
1. Tacgrafo
Velocmetro
Contmetro
Reloj y
Registrador
2. Tacmetro
3. Manmetro de aire, de aceite
4. Termmetro
5. Indicador de combustible
6. Luces de advertencia
Frenos de estacionamiento
Sistema de frenos
Sistema de refrigeracin
Presin de aceite
Carga
7. Testigos : Luces de carretera, Supermarcha conectada, etc.
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Con respecto a este tema. Debo anotar las observaciones que ataen a la Flota
Automotriz de nuestro medio:
1 La mayora de los Automviles (de preferencia livianos) no cuentan con los
Aparatos de control indispensables.
Esta notable deficiencia, en muchos casos, es "arreglada" con una buena
campaa publicitaria montada por los FABRICANTES o REPRESENTANTES
COMERCIALES.
En consecuencia, la competencia por el mercado no se basa en la calidad o
cualidad del Automvil, sino en la publicidad, la cual, se hace "ms efectiva" si es
mayor el desconocimiento o falta de preparaci6n por parte de los propietarios y/o
conductores.
Frente a este problema, el ITINTEC como organismo del estado, debe Establecer
los requisitos mnimos" con los que debe cumplir un Automvil para poder ser
importado. Asimismo, debe encargarse del Control.
A. Criterio personal, para los Aparatos sugerira los siguientes, como mnimo:
1) Velocmetro.
2) Contmetro
3) Tacmetro
4) Manmetro : Aire, Aceite
5) Termmetro
6) Ampermetro
7) Indicador de combustible
8) Luz de Advertencia: Sistema de frenos
Motor: Sistema de refrigeracin
Sistema de lubricacin.
2 Algunas firmas en sus ltimos modelos han incursionado, Sistemas Automatizados
de Control, lo que implica que muchos aparatos no figuren en el Tablero.
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Las ventajas de esta variante son:
- Menos "exigencia" del nivel de preparacin del conductor.
- La posibilidad que ocurra alguna avera se reduce a la totalidad, pues, cuando
algn parmetro sobrepasa su valor normal, el sistema automtico se encarga
de parar el Motor, el conductor no podr arrancar su mquina y
necesariamente tendr que ordenar reparacin.
Las desventajas podran ser:
- El deterioro de este sistema puede ocasionar:
Averas impredecibles.
Paralizacin total o parcial de los diversos agregados y/o sistemas y de la
unidad en conjunto, cuando esto no sea necesario.
- La imposibilidad de prevenir" algn desperfecto.
- La preparacin especializada del Personal de Servicio, lo que hace ms
costoso el Mantenimiento.
3 Quizs la observacin ms saltante, es que la mayora de los conductores vienen
mostrando una indiferencia preocupante respecto a la operatividad de los
Aparatos de su Tablero de Control.
Considerando esta realidad, cabe la sugerencia de instalar un "'ojo mgico" en el
tablero de Control.
Este aparato est conectado a todos los sistemas y sus aparatos. Por ello cuando
surge cualquier desperfecto, ste se encender a la vez que lo har la Luz de
Advertencia correspondiente. En caso extremo, si la Luz de Advertencia no
funciona, la Luz del ojo mgico" si encender.
4 La operatividad de los Aparatos de Control es til para evaluar el Rendimiento delvehculo; inclusive para dar cumplimiento correcto al Plan de Mantenimiento. En
este caso, el Contmetro (Odmetro) juega un rol importantsimo.
Aguardo la esperanza, que los propietarios y conductores, con la ayuda de este
acervo, entiendan la enorme importancia de tener en total estado operativo su
Tablero de Control.
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6. RENDIMIENTO
CONCEPTO
Es la relacin entre la energa resultante que puede manifestarse bajo las
formas de trabajo, potencia, par, calor y la energa inicial o de entrada.
Tambin puede establecerse otro concepto:
Rendimiento Relativo.- Como relacin entre las energas resultantes
(o efectivas), tomadas estas en 2 instantes:
1. En el momento del inicio de la explotacin.
2. Despus de transcurrido cierto tiempo arbitrario, de la vida til.
Para obtener la informacin de 1 sern suficientes los datos y especificaciones.
Para la 2da. se deber someter la unidad o agregado a pruebas de laboratorio
y/o campo.
FACTORES
Dada la practicidad del Texto a continuacin se enumerarn los principales
factores que influyen sobre el Rendimiento del Automvil.
A. Factores Internos
1. Estado del Motor, que es principal factor.
2. Rendimiento de todos los agregados que conforman el Sistema de
Transmisin. Su valor es aproximadamente constante.
3. Calidad y estado de Lubricantes y Combustible, cuyos parmetros y
propiedades estn normados. Adems, respecto al Combustible
debemos recordar los indicadores:
Nmero de Cetano : Es el poder "autoinflamacin".
Nmero de Octano : Es el poder antidetonacin".
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B. Factores Externos
4. Condiciones Ambientales:
Temperatura.
Las temperaturas extremas tienen influencia negativa sobre el
rendimiento. Considerando nuestro medio, estas pueden ser
menor de 0C o mayor de 40C
Motor
0 - 10 C deficiente intercambiabilidad de los detalles e insuficiente
grado termodinmico para la quema o explosin de la mezcla, entre
otros.
Ms de 40C, disminucin de la densidad del aire y prdida de
viscosidad del lubricante, principalmente
Sistema de Transmisin
0 - 10 C, elevada viscosidad del lubricante, lo que genera resistencia al
movimiento de los engranajes.
Ms de 40C, relativa prdida de viscosidad y de otras propiedades, lo
que a la larga significar incremento de rugosidad de la superficie de
contacto, debido a la friccin.
Altura
1% de disminucin de potencia por cada 100 m de altura sobre el
nivel del mar (ASNM) . En el Dib. 2 se puede apreciar las
prdidas ocasionadas tanto por la T, como por la ASNM.
4.3. Condiciones Topogrficas Tipo de camino (consistencia y estado).
Pendiente o ngulo de inclinacin.
4.4. Interaccin entre los Neumticos y el Camino
En la que la eleccin del tipo de neumticos (radial o axial) y la
presin de estos mas su estado son factores influyentes.
4.5. Presencia de lluvias o vientos.
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C. Factor Humano
5. Peso del conductor. De mayor importancia para los automviles livianos.
6. Nivel de preparacin y habilidad. Para que el nivel sea tcnicamente aceptable,
deber ste conocer y cumplir las Normas de Operacin.
D. Factor Propio
7. Peso del vehculo.- Que enmarca la tendencia a emplear en su fabricacin
materiales de menos peso, pero al mismo tiempo ms resistentes.
8. Perfecci6n de su aerodinamismo.
9. Perfecci6n de la combusti6n del motor.
10. Perfeccin del diseo y acabado de las superficies de los detalles de la
transmisin.
Temperatura (OC)
Dib. 2 : Caracterstica de la influencia de altura sobre el nivel del mar y la
temperatura del medio ambiente sobre la N del motor.
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INSTRUCCION:
Para establecer la influencia que ejercen la altitud y la temperatura sobre el
comportamiento del motor, proyectar desde el eje de abcisas hacia la lnea de
correccin correspondiente y luego hacia el eje de ordenadas, determinando as el %
de prdida de potencia del motor.
Respecto a la correccin de altitud:
La lnea superior corresponde a motores de aspiracin natural.
La lnea de rayas intermitentes corresponde aproximadamente a motores sobre
alimentados (turboalimentados).
De aqu la gran ventaja de los motores turboalimentados sobre los aspirados, en lo
que refiere a operacin en alturas.
En realidad, los Motores turboalimentados fueron diseados para incrementar la
potencia, pero se dio el caso que en nuestras alturas la turboalimentacin sirvi para
compensar en gran parte la falta de oxigeno.
Otro mecanismo interesante es el enfriamiento intermedio del aire de admisin
(intercooler), destinado a resolver problemas de temperatura del medio ambiente.
OPTIMIZACIN DEL RENDIMIENTO DEL VEHCULO
CAPACIDAD DE CARGA (Gcu)
La evaluacin de la tara se efecta a travs del coeficiente de capacidad de carga
G el cual depende del tipo y las particularidades del vehculo
Por definicin:
Gcu
G = ------- --------------------------------------------------------------------------- (2)
Go
Go - Peso propio
Gautos = 0.25-0.4
Gcamiones = 0.9-1.1
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OPTIMIZACION
La optimizacin de la capacidad de carga parte de la buena eleccin del material con
que estn hechos los diversos agregados y estructuras.
Si bien las fundiciones maleables y los aceros responden a las exigencias de trabajo
del vehculo, el problema es el peso.
Existen muchos elementos ligeros como Al, Si, Mg, Zn, Mn, Tu, Ti, y Mo, los cuales
agregados al acero nos permitiran mejorar G como es el caso de los materiales
estratgicos usados en la industria aeronutica.
El problema es el costo del material, lo cual obviamente implica el incremento del
precio del vehculo, pero a largo plazo el beneficiado seria el usuario dado que esto
redundara en los siguientes beneficios:
a. Menos costos operativos.
Si calculamos el costo del transporte de cada tonelada de carga til:
1 Pre c. Glec
CTr = + k ------------------------------------------------------- (3)Gcu
K - Factor que involucra variables que influyen sobre los costos operativos,
excepto el consumo de combustible y la tara .
b. Mayor tiempo de vida til:El peso total del vehculo en el caso ms generalizado es:
Gtot = Gcu + Go + Grem --------------------------------------------------------- (4)
Grem = Peso del remolque
Cuanto menor es Go, tanto mayor sern Gcu y Grem, y por consiguiente se
aprovechar mejor la potencia al Motor.
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La potencia del motor se calcula mediante la siguiente formula (Fundamentos en la
Teora y Clculo de Automviles y Tractores, Chudakov D.A.):
Ne = [Gtot + Pw] V ------------------------------------------------------------------------- (5)
270 tr
- coeficiente de resistencia del camino
Pw - fuerza de resistencia del aire, Kg-f.
V - velocidad, Km/Hr.
tr - rendimiento de la transmisin.
VELOCIDAD (V)Como todos sabemos, la velocidad es medida por el velocmetro. Es importante que
el velocmetro este operativo porque, entre otras cosas, podemos constatar si
estamos viajando a la "velocidad de crucero", que por supuesto no es la mxima, sino
ms bien, es la recomendable desde el punto de vista ergo econ6mico; es decir,
donde el consumo especifico de combustible es mnimo.
OPTIMIZACINRecurriendo nuevamente a la formula 5 tendremos:
V = 270Netr_
Gtot + Pw
En trminos ms tericos:
V = f (Ne, tr, , Gtot, Pw)
Para optimizar la velocidad, bajo la misma potencia de motor, se deber:
- Perfeccionar el diseo y fabricacin de los elementos de la transmisin.
- Reducir el peso propio.
- Reducir la fuerza de resistencia del aire, dando mejor aerodinamismo al
vehculo.
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AERODINAMISMO
Se puede conceptuar al aerodinamismo como la virtud de las superficies del vehculo
de penetrar fcilmente el aire.
E! aerodinamismo se evala a travs de la fuerza de resistencia del aire Pw.
Segn Chudakov D.A. Pw depende estructuralmente de tres factores:
a. Resistencia frontal que ejerce el aire comprimido por el vehculo en marcha.
b. Resistencia creada por los remolinos de aire alrededor del automvil en
marcha.
C. Rozamiento del aire por las superficiales del carro.
La filosofa de diseo de las superficies es evitar formacin de remolinos los cuales
se originan por gradientes de presin.
Se estima que la forma ideal de la superficie aerodinmica es la gota de agua. El
primer diseo comercial aerodinmico pienso que fue el Volkswagen "escarabajo", y
a partir de l se desarrollaron los actuales modelos.
Por lo contrario, las, superficies planas verticales sin bordes pronunciados, como las
de los camiones F10 y F12 tienen marcados problemas de aerodinamismo, dado que
al aire al impactar sobre la nariz incrementa Pw por las razones siguientes:
El aire impacta frontalmente" con la superficie
El aire rebotado" incrementa la superficie frontal de manera virtual.
Pw= KwFV2 , kg.f (6)13
F - superficie frontal, m2
V - velocidad km/h
kw - coeficiente aerodinmico, kgf.seg2/m4
Kwautos : 0.015 - 0.020
Kwcamionetas : 0.020 - 0.025Kwcombis : 0,025 -- 0.030
Kwomnibuses : 0.030 - 0.035
Kwcamiones : 0.030 - 0.050
Existe un tremendo error al sealar a las combis" como "camionetas de tipo rural",
por que sencillamente la camioneta es un camin pequeo; as tambin la furgoneta
es un furgn pequeo. En realidad el trmino correcto es microbs.
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Fig 3a. Perfiles
Fig 3b. Perfiles recomendables para buses
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OPTIMIZACIN
a. Forma
Al sealar que la gota de agua era la forma ideal, se debe tener en cuenta que los
ovalamientos no solo se deben dar en el plano vertical, sino tambin en el plano
horizontal. La idea es evitar cambios bruscos de seccin.
Dib. 4.- La gota de Agua
A diferencia de los Frmula 1, los autos comerciales tienen que considerar espacios
tanto para los pasajeros como para el equipaje.
La mayora de las recomendaciones ya se han ejecutado, quedando algunas en
proceso de investigacin.
b. Superficies:
Los modernos diseos tienen cambios radicales, al extremo de no permitir
inclusive los pequeos cambios de seccin, que anteriormente se daban en las
ventanas.
La filosofa actual del diseo y fabricacin de las superficies es "cero gradiente y
cero rugosidad".
Si bien los cambios de seccin en la forma del vehculo generan "macro
turbulencia", los pequeos detalles y la rugosidad generan microturbulencia",
entonces nace la filosofa "turbulencia cero".
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Detalles:
Hemos considerado la optimizacin tanto de la forma como del acabado de las
superficies pero el incesante incremento de velocidad de los nuevos- diseos de
vehculos, no solo de autos, sino hasta camiones, obliga a los ingenieros a buscar
mas alternativas que permitan mejorar kw:
a. Tapas de aro. - Que en lo posible no deben tener altos relieves.
b. Parachoques aerodinmicos.- Donde la forma ovalada corta mejor el viento, y la
fuerza Fe (Fig. 5.a) prcticamente "eleva" al vehculo.
c. Deflectores superiores
d. Deflectores laterales verticales
e. Deflectores laterales horizontales, con respiraderos
f. Espejos retrovisores aerodinmicos
g. Aliviadores de cambio brusco de presin.
En el mercado de omnibuses y camiones resultan interesantes el modelo IRIZAR y el
Perfil de los ltimos camiones Ford, Scania y Kenworth.
Fig. 5a. Fuerza elevadora del vehculo
R-Resultante Fw- Fuerza que tiene la direcci6n de PwFe - Fuerza "elevadora".
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Pw
Pw
VOLVO
SCANIA
Vista Frontal Vista Superior
Fig. 5b. Incremento virtual de la superficie de los modelos planos de los camiones
VOLVO F10 y F12
Fig. 5c Disminucin de la "superficie virtual" do los camiones
planos de SCANIA.
Fig. 5. Alternativas optimizadoras del aerodinamismo de la nariz.
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Los modelos de camiones F10 y F12 de Volvo tienen problemas de aerodinamismo
dado que la superficie frontal carece de bordes pronunciados. Representa una
alternativa interesante el diseo de los ltimos modelos de Scania, principalmente en
sus modelos 124G y R400, de nariz plana, el cual se distingue por sus pronunciados
bordes laterales y superior. Algo parecido hace Volvo con su modelo FH 12.
RENDIMIENTO ECONMICO
Mayormente el rendimiento de los vehculos est relacionado al consumo de
combustible recorriendo un determinado tramo.
Para optimizar el Rendimiento Econmico se debe:
DISEAR : - Motores con mejor turbulencia, con mejor admisin
de aire y una inyeccin capaz de combustionar mejor el
combustible con el comburente.
- Transmisiones cada vez ms eficientes.
- Superficies aerodinmicas.
- Estructuras livianas.
OPERAR : - Operar a velocidades adecuadas.
- Evitando zonas de alto congestionamiento.
- Utilizando al mximo la inercia, durante el frenado.
- Cuando la temperatura del medio ambiente no sea
demasiado alta .
MANTENER : - En perfecto estado el vehculo, teniendo importante
incidencia el afinamiento del motor y el estado del
purificador y otros filtros.- La presin de los neumticos a nivel optimo.
USAR : - Combustibles y lubricantes de calidad. As mismo
buscar otros tipos de combustible ms ecolgicos como
el gas, el agua, etc., u otras fuentes de energa como
las energas elctrica, solar, etc.
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7. SELECCIN DE VEHCULOS
En estos ltimos aos se viene observando un considerable incremento del
mercado de vehculos en nuestro medio.La cantidad y variedad de unidades, exige del comprador un buen criterio
selectivo, pues, en la medida que este tenga la informacin y preparacin del
caso, podr adquirir el vehculo que no slo satisfaga sus exigencias subjetivas,
sino tambin estar en capacidad de comprar un carro altamente redituable.
En Ingeniera Automotriz se considera un automvil altamente
redituable a aquel que tiene un comparativo mayor Rendimiento Econmico y un
menor Costo de Inversin (precio); teniendo tambin en consideracin otrosndices, factores y parmetros como durabilidad, capacidad de carga, existencia
de repuestos y servicios, entre otros
Debido a la diversidad de vehculos, as coma a la cantidad de parmetros
e ndices que los distinguen, es necesario conocer varios mtodos y que
as mismo stos contengan el mayor bagaje de criterios selectivos.
El presente tema est destinado a comparar cualesquiera tipo, de vehculos, con
el objeto de seleccionar aquellos que ms convienen al cliente.
Por su orientacin y asidero prctico, determina cuantitativamente (cifras,
nmeros) qu automvil es mejor, considerando los aspectos tanto TECNICO,
como ECONOMICO, porque un vehculo, como cualquier mquina, es una
INVERSION.
Para lograr el objetivo trazado, se dan frmulas reconocidas y utilizadas en el
Mercado Mundial; tambin se plantean otras, que deben ser materia de anlisis
por los organismos competentes. Este estudio tiene la aprobacin del Centro
de Investigacin de la FIME-UNPRG.
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La Comparacin, que ser la forma metodolgica, se puede efectuar en forma
manual, recurriendo a la Informtica, para lo cual se puede disear un Programa
que simultneamente puede comparar numerosas marcas y modelos. Para tales
efectos el comprador deber recabar los Datos y Especificaciones Tcnicas que
el vendedor brindar en una proforma firmada y sellada, despus de mostrar el
Catlago.
Expuesto cada mtodo, se ha resuelto un ejemplo, a fin que el lector pueda tener
una idea ms clara y est en capacidad de seleccionar por si mismo; caso
contrario, deber recurrir a los Servicios Profesionales del especialista autorizado.
La adecuada aplicacin de este Instructivo orientador har de nuestro Parque
Automotriz un mercado ALTAMENTE COMPETITIVO y contribuir a la Economa
Nacional, pues, su concepcin y mtodos prefieren a los vehculos de Alto
Rendimiento Econmico y a la vez de mejor precio.
La comparacin se puede dar:
1 Entre vehculos Otto (gasolineros)
2 Entre vehculos Diesel y Otto.
3 Entre vehculos Diesel
Dado que el futuro inmediato del Transporte Automotriz mundial es el uso del gas,
y que la adaptacin ms fcil es en los Motores Otto, desarrollaremos un ejemplo
de seleccin entre vehculos Otto.
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CUADRO COMPARATIVO DE DATOS Y ESPECIFICACIONES
Comparacin entre Vehculos Otto
Cuadro N 4
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METODOS DE COMPARACION
La comparacin, tal como fue sealado antes, puede efectuarse en dos niveles:
A. Comparando motores.
B. Comparando Vehculos.
A. COMPARACION DE MOTORES
Para que un motor sea mejor que otro u otros, debe ser mas:
FUERTE.- Osea, que su Par sea mayor.
POTENTE.- Es decir, que pueda realizar ms trabajo por unidad de tiempo.
ECONMICO- Que comparativamente su Consumo de Combustible sea
menor.
Veamos dos mtodos de evaluacin:
a. Calculando el Consumo Especfico de Combustible de los Motores,
independientemente del vehculo.
Frmula: 1000 Gge = ---------- (gr/CV.h) -------------------------------------------(7)
Ne
donde : G = Consumo horario (balanza milimtrica) Kg/h.
Ne = Potencia efectiva, CV.
Para determinar ge se hace la Prueba de Consumo, para lo cual se debe
contar con el equipo necesario y la Caracterstica del Motor.
La frecuencia de rotacin (n, RPM) se registra con Tacmetro.
EJEMPLO:
Despus de haber realizado la Prueba de Consumo durante una hora, se
obtuvieron los siguientes datos:
MOTOR A: G =12.60 Kg (o 17.26 lit, o 4.56 G1)
MOTOR B : G = 12.47 Kg (o 17.03 lit, o 4.52 G1)
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Aplicando la frmula:
1000 x 12.60MOTOR A : ge = ------------------- = 210 gr/CV.h
60
1000 x 12.47MOTOR B : ge = -------------------- = 215 gr/CV.h
58
MEJOR : Motor A, por que en cada hora, por cada CV, consume 5 gr menos que
el Motor B.
EI comparativo mayor ge del Motor B puede ser a que ste, aparte de sus funcionesvitales o indispensables, cuando trabaja el Motor complectado al vehculo es fuente
de energa para:
aire acondicionado.
mando hidrulico de la direccin.
turboembrague.
Que tambin son factores disminuyentes de la Potencia del Motor.
Defectos de diseo o fabricacin pueden tambin contribuir a ello.
b- Unificando los parmetros ms representativos con el fin de obtener un resultado
numrico.
Una forma de comparar numricamente es sumando algebraicamente Ios
parmetros, multiplicando stos por coeficientes, por ejemplo en un rango de
cero a dos.
Los parmetros que pueden ser considerados como Ios ms representativos son:
Par Motor, M (Kgf.m)
Potencia efectiva, Ne (CV)
Consumo especifico de combustible, ge (gr/CV.h)
Masa, m (Kg)
La suma algebraica de estos parmetros dar un resultado adimensional que
ser asignado por puntos.
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Para ello se asignarn coeficientes de tal modo que se podr suprimir toda y cada
una de las unidades de Ios parmetros correspondientes.
Los valores de Ios coeficientes teniendo en cuenta la magnitud de su importancia
seran:
* Coeficiente del Par, CM. = 2.0 / K.gf.m
* Coeficiente de Potencia, CNe.= 1.8 / CV
* Coeficiente del Consumo especfico de
Combustible Cge = - 0.3 CV. h/gr
* Coeficiente de Masa, Cm = - 0.1 / Kg
Los valores de los coeficientes son resultado de pruebas de clculo efectuado de
sobre diversos tipos de, Motor existentes en el Mercado Mundial.
FUNDAMENTO:
El Motor debe tener buen Par para poder adaptarse y superar la sobrecarga;
aparte que el mximo valor del Par se efecta a menos RPM que la
correspondiente a la Potencia Mxima, lo que significar mejor
aprovechamiento del combustible (al rgimen del Par mximo).
Un valor elevado de ge significa que el consumo de combustible es excesivo
respecto a la Potencia que el Motor debiera desarrollar.
La masa del Motor es un factor que tambin deber tomarse en cuenta, ms
an si se comparara Motores Otto con Motores Diesel.
FORMULA :
M.Cr1 + Ne.CNe, - ge.Cge - m.Cm --------------------------------------(8)EJEMPLO :
MOTOR A : 9.1x 2.0+60 x l.8 210 x 0.3 110 x 0.1= 52.2
MOTOR B : 8.8x2.0 + 5Bx1.8 215 x 0.3 105 x 0.1 = 47.0
MEJOR : Motor A. Su ventaja sobre el Motor B es 5.2 puntos.
-
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Este mtodo aparte de determinar cuantitativamente la ventaja de un motor -ya
sea el otro de su mismo principio de funcionamiento o de principio diferente
(Diesel vs. Otto, segundo caso)- nos permitira establecer hasta que punto el
Diesel puede dentro de la factibilidad tcnica completar un vehculo liviano. Este
punto, al comparar un Diesel con Otto llegara cuando la diferencia de los
resultados sera CERO. Si desde este punto seria factible sustituir al Otto por el
Diesel, se deber considerar la resistencia del chasis (soportes del Motor), as
como la capacidad del sistema de amortiguacin y suspensin.
La limitaciones del Diesel son su masa y volumen.
NOTA:
Si no hubiera informacin sobre, ge y/o m. no incluir en la frmula, aunque no
sera la solucin ms correcta; en todo caso, si se aplicara esta modalidad o
variante, la ventaja del mejor sera bastante relativa.
B. COMPARACION DE VEHICULOS.
1. Clculo de la Diferencia de los ge, relacionados al trabajo del Motor vinculado
al vehculo.-
Aunque este ge figura en Ios datos que algunas firmas incluyen en su
Catlago, es importante saber cmo ste se calcula y de qu parmetros
depende.
Este tratamiento nos permite efectuar un anlisis fundamentado de Ios
fenmenos que influyen sobre Q.
FORMULA :
ge = 10 Q V (gr/CV.h)Ne
EJEMPLO :VEHICULO A : ge = 213
VEHICULO B : ge = 220
MEJOR: Vehculo A, con un ventaja de 7 gr/CV.h.
Comnmente, el estudio y la determinacin de ge se realiza bajo las
condiciones de desplazamiento uniforme, con la marcha directa, teniendo
disposicin horizontal el camino, entre otras. Bajo las citadas condiciones secalcula Ne (aunque, esta es informacin que el fabricante debe dar):
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(9)
P+W : Factor que representa a los elementos, resistivos, tales como el tipo de
camino y fuerza del aire que se opone desplazamiento del vehculo, Kgf.
tr : Rendimiento de la transmisin.
Reemplazando en la frmula, anterior:
Como se puede observar, ste ge ser siempre mayor que el ge del Motor solo. Esto
se debe a la influencia de Q y tr vinculados ntimamente a la carga, resistencias y
prdidas inevitables, como el del sistema de transmisin.
De otro lado, sobre Q y P+W influyen considerablemente:
La habilidad y grado de preparacin del conductor.
Las condiciones topogrficas como:
- Traficabilidad.
- Estado, configuracin y disposicin del camino
- Grado de congestionamiento del trnsito.
Presencia de lluvia y viento. Temperatura y altura del medio ambiente.
Aerodinamismo del vehculo.
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2. Clculo de la economa obtenida al utilizar el vehculo elegido adecuadamente.-
Para hacer este clculo consideraremos que los vehculos han de recorrer en
promedio 100000 Km.
La informacin de entrada necesaria para realizar clculo se presenta en el
siguiente cuadro:
CUADRO N 5
CONCEPTO SMBOLO UNIDAD A B
Consumo de combus
tible en 100000 Km. Q10 5 Gl 2242 2242
Precio por galn PrecG1 S/. 10.0 10.0
Precio de catlogo
del vehculo Prec veh $ 18500 20000
Cilindrada cil cc 1130 1078
FORMULACION
Se calcula la economa realizada a los 100000 Km. La economa es la diferencia
de Ios Costos Totales (CT):
CT = Q10 5 x Prec Gl + Precveh ----------------------------------------------------------(10)
Si se comparan ms de dos vehculos se confeccionar una lista de prioridad
donde aquellos vehculos que tengan menor CT sern Ios primeros, mientras
aquellos de mayor CT sern los ltimos.
EJEMPLO:
Costos Totales:
VEHICULO A : 2242 x 10 + 59200 = 81620
VEHICULO B : 2242 x 10 + 64000 = 86420
MEJOR : Vehculo A, con una economa de S/. 4800 en 100000 Km, o su
equivalente, 2 aos.
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NOTA: Las cantidades de distancia recorrida o su tiempo de uso equivalente
pueden ser menores pero siempre se debe tener en cuenta que cuanto mayor es
la distancia (o tiempo) tanto. Ms clara es la diferencia comparativa.
3. Comparacin de los Precios de Reventa (PR).-
EI Precio de Reventa depende de la Depreciacin tanto por uso (kilmetros
recorridos) como por tiempo (aos, desde su fabricacin); adems de la
cilindrada del Motor.
De una forma referencial y con las limitaciones ello presupone, se puede
determinar el Valor Residual mediante la Tabla de Depreciacin.
La comparacin de los Precios de Reventa puede tener como referencia cualquier
kilometraje o tiempo. En este caso, consideramos dos aos.
FORMULACIN:
PR = Precveh x 0.01 VRP
VRP: Valor Residual Porcentual
EJEMPLO
FRA = 59200 x 0.01(70) = S/. 41440
PRB = 64000 x 0.01(70) = S/. 44800
MEJOR : Vehculo B, en S/. 3360
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TABLA DE DEPRECIACION
VALOR RESIDUAL PORCENTUAL
Cuadro N 6
TVU
Aos
CILINDRADA, cm3
500 a 1000 1000 a 2000 2000 a 5000 5000 a 10000 10 000 a ms
01 80 75 70 80 85
02 73 70 63 74 80
03 65 63 56 67 75
04 58 57 50 62 70
05 50 50 45 57 65
06 40 43 38 52 6007 30 35 35 46 55
08 20 25 30 42 52
09 18 20 27 37 48
10 16 18 24 33 45
11 14 16 22 30 42
12 12 14 20 25 38
13 10 12 18 23 3514 9 11 16 22 33
15 8 10 15 20 32
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4. Clculo del Costo del Transporte de cada Tonelada de Carga til (CTr).-
Para lograr este objetivo se fija una distancia para que respecto a ella se pueda
calcular los precios relativos de los diversos conceptos o rubros referidos a los
gastos. Como en el caso anterior, la distancia referida ser 100000 Km; esta
distancia se elige arbitrariamente.
Los rubros difieren segn el tipo de empresa; por ejemplo, para una empresa de
transportes o un transportista individual que no tienen taller mecnico ni garaje
propio, Ios rubros sern :
- Repuestos, accesorios y pertenencias.- Combustible, lubricantes e insumos.
- Mano de obra por Mantenimiento y Reparacin.
- Estacionamiento y guardiana.
- Salarios.
- SOAT.
- Amortizacin, tributos, etc.
Por cuanto aqu el tema est planteado en trminos de comparacin respecto al
Consumo de Combustible, excluiremos Ios detalles de Ios dems conceptos.
FORMULA
1/ec x PrecGlCTr = --------------------- + K ------------------------------------------------------(11)
Gcu
ec = Rendimiento econmico, km/Gl.K = Constante general que toma en cuenta los diversos conceptos,
exceptuando al Consumo de combustibles.
K puede ser diferente, similar o igual para todos los vehculos que se
comparan. Para aplicar esta frmula, si consideramos que los dems gastos
podemos manejar, asignaremos igual valor a K.
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EJEMPLO:
1 x 10. 0VEHICULO A : 44.6 + K = 0.448 + K (S/. por Tn)
0.50
1 x 10. 0VEHICULO B : 44.6 + K = 0.467 + K (S/. por Tn)
0.48
MEJOR : Vehculo A.
La economa realizada por este vehculo (respecto a que si hubiera comprado el
otro carro) es S/. 0.019 por cada tonelada que transporta; lo que significa que la
economa seria S/. 1900 al transcurso de 100,000 Km, o 2 aos.
5. Calculando el Consumo de combustible referido a cada Tonelada Kilmetro. (q)
FORMULA :
qGcu
Q
.100 (lit/ Tn Km)-----------------------------------------------------(12)
EJEMPLO:
VEHICULO A : 8.50 = 0.170
100 X 0.50
VEHICULO B : 8.50 = 0.177
100 X 0.48
MEJOR : Vehculo A, porque gasta 0.007 litros menos que el B por cada
tonelada kilmetro .
El mtodo 4 es ms adaptable al sistema americano mientras que el mtodo 5 se
adecua mejor al sistema europeo y asitico.
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6 - Calculando el Rendimiento Econmico relacionado a la Carga. (ec car).-
FORMULA ec car = Qvac ---------------------------------------------------------. (13)Qcu
Qcu = Consumo necesario para superar las resistencias relacionadas con la
utilizacin de capacidad de carga.
Esta relacin dar un resultado adimensional.
Es lgico suponer que Qvac ser siempre menor que Qcu.
EVALUANDO :
El vehculo de mejor Rendimiento ser aquel cuyo Motor resista y sobrelleve las
cargas energticas sin que se produzca alteraciones en su funcionamiento;tambin, sin que la carga signifique un desproporcional consumo de combustible
La carga energtica varia directamente proporcional a:
- La cantidad de carga a transportarse.
- La velocidad.
- La pendiente del camino, as como su consistencia.
Si no existe informacin sobre este parmetro, determinar experimentalmente.
Debido a la dificultad para obtener esta informacin, considerar este mtodoopcional.
7. Unificando los parmetros ms representativos que identifican el comportamiento
Tcnico Econmico del vehculo a travs de una SIMPLE SUMA.-
Los parmetros ms representativos son:
- Capacidad, Gcu (Kg, Tn)
- Velocidad, V (Km / h)
- Rendimiento econmico relacionado
al consumo de combustible, ec (Km/G1)
Aplicando el mismo criterio que para el mtodo b tendremos los siguientes
coeficientes :
- Coeficiente de Capacidad, KGcu = 1 /Kg
- Coeficiente de Velocidad, Kv = 0.5 h/Km
- Coeficiente de Rendimiento
Econmico K ec = 1 Gl/Km
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El Coeficiente de Velocidad tiene valor 0.5 debido a que por cuestiones
tcnicas (como, el desgaste acelerado y el excesivo, consumo de combustible,
propios de velocidades altas) y principalmente por razones de seguridad, la
velocidad que el carro no debe superar al del rgimen econmico, ni debe
ser causa de accidentes.
Tambin se podr observar que se ha dado igual importancia a la Capacidad
y al Rendimiento Econmico, esto queda a criterio del analista.
FORMULA : Gcu + KGcu + V Kv + ec + Kec. -----------------------------(14)
EJEMPLO :
VEHICULO A : 500 x 1 + 133 x 0.5 + 44.6 x 1 = 611.1
VEHICULD B : 480 x 1 + 150 x 0.5 + 44.6 x 1 = 599.6
MEJOR : Vehculo A, en 11.5 puntos.
NOTA:
La velocidad puede no ser incluida, puesto que todos los autos modernos
desarrollan ms de 100 Km/h y los vehculos pesados, ms de 80 Km/h,
sumando a esta consideracin el estado y calidad de nuestras carreteras.
8. Calculando el tiempo de recuperacin del capital. (t) .-
Este ndice es vitalmente importante debido a que el Vehculo podr rendir
utilidades netas slo a partir del momento en que haya recuperado su inversin.
De ah que: "Cuanto ms rpido el vehculo recupera su inversin, tanto mejor es:
FORMULA :
t = Precveh --------------------------------------------------------------(15)Ud
La Utilidad Diaria (Ud) es la diferencia entre lo que se recaba y lo que se gasta,
brindando un servicio cada da:
Ud = Ingreso Gastos
Por ejemplo, si un sedn tiene capacidad para 5 pasajeros y realiza diez viajes
por da (cada viaje tiene dos recurridos, uno de ida y otro de vuelta), estando el
pasaje a S/.0.50 y llegando a S/.20.00 sus gastos operativos y otros, la Utilidad
Diaria ser:
Ud = 50 - 20 = S/. 30.00
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COMPRA AL CONTADO:
EJEMPLO: Consideraremos que ambas carros tienen capacidad para
cinco pasajeros y que las Utilidades Diarias llegan a S/. 30.00,
cada auto.
VEHICULO A : 59200 = 1979 das30
VEHICULO B : 64000 = 2133 das30
MEJOR : Vehculo A, pues, cuando el vehculo B haya recuperado su inversin, el
auto A ya habr generado S/. 4620 en UTILIDAD NETA, en Ios 154 das que
llevara de ventaja.
Para resolver este caso se consider que Ios carros parten con 5 cinco pasajerosy llegan al paradero final con el mismo nmero; Io cierto es que a veces parten
con menos pasajeros, pero en la ruta suben ms y bajan otros, y as
reiteradamente. La consideracin hecha en el ejemplo puede ser el promedio
del ingreso.
COMPRA A PLAZOS:
FORMULA:
t = Prec vehN . Ud
N - Nmero de letras.
EJEMPLO : Si ambas unidades tuvieran que pagarse en 36 partes o letras y se
diera un recargo del 10 % por pago a plazos (aunque esto es algo ms
complejo); considerando una Utilidad Diaria de S/. 30.00
VEHICULO A : 59752 = 55 das36 X 30
VEHICULO B: 64640 = 59 das36 x 30
MEJOR: Vehculo A, porque este estar en la posibilidad de pagar su letra
cada 55 das, mientras que B cada 59 das.
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En cuanto al monto de las letras, la primera constituye entre el 30 y 70 % del
Precio el carro, siendo lo ms conveniente para el cliente que este monto sea el
menor posible.
En el problema resuelto las letras tienen, mismo valor.
COMPARACION ENTRE VEHCULOS USADOS Y NUEVOS
Los carros usados generalmente se compran al contado. Las Utilidades Diarias que
estos dan son menores debido a que:
- Consumen ms combustible y lubricante.
- Tienen depreciacin por tiempo y desgaste.
- Exigen reparaciones en el momento menos previsto.
- Tienen elevado costo de mantenimiento.
Teniendo presente estas consideracin procederemos a calcular las Utilidades
Diarias.
VEHICULO A, nuevo : Ud = 50 - 20 = S/. 30.00
VEHICULO A, usado : Ud = 50 - 30 = S/. 20.00
De acuerdo a la Tabla de Depreciacin, si el segundo tuviera 2 aos de uso el
Valor Residual sera 70 %, entonces el Precio Reventa sera S/.41,440.00
t = 41440/20 = 2072 das
Con Io que se demuestra que un carro usado destinado como medio de ingreso
puede no ser buena inversin.
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ALGUNAS RECOMENDACIONES PARA LA EVALUACIN
Al alimentar los Datos y Especificaciones de los vehculos al Sistema, esta Ios
procesar y dar los resultados parciales correspondientes a cada mtodo.
La computadora puede estar tambin en la capacidad de dar el RESULTADO FINAL,
pero, eso debe ser minuciosamente analizado y descrito. Por ello, despus de la
CONCLUSION se debe CATEGORIZAR la ventaja con la siguiente escala:
1. Abrumadora Cuando todos los mtodos unvocamente indican que uno de Ios
vehculos es mejor.
2. Clara Cuando seis mtodos indican aquel carro es mejor.
3. Considerable Cuando cinco mtodos dan resultado favorable a uno de Ios
automviles.
4. Ligera Cuando cuatro mtodos favorecen a uno y desde luego tres
mtodos favorecen al otro u otros.
5. Relativa. Cuando gana una de Ios coches pero no habindose utilizado
todos Ios mtodos par falta de informacin.
NOTA :
Cuando se aplique cualquier mtodo, si una de Ios vehculos tiene la informacinrequerida, y el (Ios) otro (s) carro no, declarar como mejor al primero. Si. ninguna de
las unidades que se comparan no tiene informacin para aplicar tal o cual mtodo, no
considerar ese mtodo; exigir esa informacin al fabricante seria lo ms
recomendable.
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SNTESIS DE LA COMPARACIN ENTRE VEHCULOS GASOLINEROS
Cuadro N 07
N METODO UNIDAD MEJOR
MOTORES
gr
CV. hr
MOTOR A1 Mtodo basado en la comparacin de los Consumos
Especficos de Combustible
2 Mtodo que unifica los parmetros ms
representativos. puntos MOTOR A
VEHCULOS
Gr
CV.hr
VEHCULO A1 Mtodo basado en la comparacin de los Consumos
Especficos de Combustible
2 Mtodo basado en el clculo de los
Costos Totales S/. VEHCULO A
3 Mtodo que compara los Precios de Reventa S/. VEHCULO A
4 Mtodo basado en la comparacin de los Costos del
Transporte de cada tonelada de carga til
__S/ .
Tn Km VEHCULO A
5 Mtodo basado en la comparacin del Consumo de
Combustible referido a cada tonelada - Kilmetro
Litros
Tn Km VEHCULO A
6 Mtodo basado en la comparacin de los
Rendimientos Econmicos relacionados a la carga
energtica
S/U
7 Mtodo que unifica los parmetros ms importantes
que identifican el comportamiento tcnico
econmico.
Puntos VEHCULO A
8 Mtodo que compara
el Tiempo de Recuperacin
del Capital
8.1. Al contado
Das VEHCULO A8.2. A plazos
CONCLUSIN: MEJOR : VEHCULO A
VENTAJA : CLARA
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UNIDAD B. GENERACION MOTRIZ Y TRANSMISION
1. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO, ESTRUCTURA, CLASIFICACIN
ARRANQUE. El sistema de arranque est conformado por el motor elctrico (arrancador) que
posee en el extremo de su eje un engranaje (pin Bendix) que se dispara hacia la
corona (cremallera) del volante, el cual hace girar a efectos de producir el arranque
del motor.
La frecuencia de rotacin del arrancador es en promedio 200 RPM.
Existen dos tipos de accionamiento del arrancador.
Mediante un tornillo sin fin que sirve de eje al pin Bendix, el mismo que
permite que entre el Bendix a la corona del volante, como su retorno,
cuando el Motor principal ya arranc.
Dib. 06.- Sistema de Arranque.
1. Batera, 2. Interruptor de arranque 3. Arrancador. 4. Bendix. 5. Volante.
Mediante un Rel que activa simultneamente el arrancador y el collarn
que est unido al Bndix. De este modo se resolvi el problema de tener un
sistema de accionamiento para el arrancador y otro para el accionamiento
del Bndix.
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4
3
2
1
DIBUJO N 07.- Arranque con rel1. Rel de arranque 2. Interruptor del Rel
3. Horquilla 4. Collar
LUBRICACIN
El sistema de lubricacin tiene las siguientes funciones:1. Evitar la friccin metal con metal.
2. Ayudar al enfriamiento del motor.
Para cumplir sus funciones la estructura comprende una bomba que succiona
el aceite depositado en el carter a travs de un colador. Luego la bomba
impulsa el lubricante a 2-6 kg/cm2 pasando por el filtro, hacia:
- Los cigeales bielas bulones pistones.
- El rbol de levas.
- Los balancines tirantes (empujadores) bocinas de vlvulas.
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LUBRICANTES
La funcin principal de los lubricantes es evitar la friccin metal con metal de
los diversos pares cinemticos. Otras funciones del lubricante moderno son: evitar la
oxidacin de la cmara de combustin, limpiar las impurezas como el holln,
disminuir la fluidez crtica, evitar la formacin de espuma, y otras que son
proporcionadas por los aditivos.
Tipos de lubricantes.
Los lubricantes para motor son clasificados por la Society Automotive Engineers
(SAE) y se clasifican en dos grupos:
Monogrados: SAE 10
SAE 20
SAE 30
SAE 40
SAE 50
SAE 60
SAE 70
Multigrados: SAE 5w/20
SAE 10w/30
SAE 15w/40
SAE 20w/50
Los multigrados tienen la propiedad de variar su viscosidad de acuerdo a la
temperatura en forma proporcionalmente directa.
La calidad de los multigrados se puede comprobar experimentalmente midiendo laviscosidad a diferentes temperaturas.
Los multigrados varan su viscosidad porque poseen polmeros que son molculas
capaces de variar su tamao cuando vara la temperatura.
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INDICES DE CALIDAD DE LOS LUBRICANTES
Viscosidad.-
Es la resistencia interna al movimiento condicionado por el rozamiento de los
diversos pares cinemticos.
De la viscosidad dependen:
- La facilidad de arranque.
- Las prdidas por friccin.
- El grado de compresin de la cmara.
- El consumo de combustible.
- El consumo de lubricante.
- La temperatura del motor.
Existen dos unidades de medicin de la viscosidad:
a.- Viscosidad Cinemtica v.-
Se mide en stocks (St) (1 St = 1 cm2/seg) o centistokcs (cSt).
b.- Viscosidad Dinmica .-
Se mide en poises (Po) (1 Po = 1gr/cm. seg) o centipoises (cPo).
Entre las viscosidades cinemtica y dinmica existe la dependencia:
v = /
- densidad, gr/cm3
Coquizabilidad.-
La coquizabilidad caracteriza el grado de oxidacin del aceite y la cantidad de
productos de combustin incompleta del combustible, donde el principal elemento,
respecto a este ndice es el holln.El anlisis de aceite, incluyendo el pesaje constituyen el mtodo de evaluacin.
Contenido de cenizas.-
Es el contenido de partculas nocivas provenientes del desgaste de las piezas, el
polvo y otras sustancias contaminantes.
Se mide en milsimas partes por ciento.
La composicin de la ceniza puede determinarse mediante el anlisis qumico oespectral.
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Alcalinidad.-
Se podra definir como la capacidad del lubricante de neutralizar los productos
resultantes de la oxidacin del aceite y de los xidos de azufre que se forman al
quemar los combustibles sulfurosos.
Los aditivos de sulfato, salicilato de alquilo y otros elevan la alcalinidad y se
determina segn el mtodo de titulacin potenciomtrica, y oscila entre 3.5mg de
KOH y 6.0 mg de KOH en 1gr de aceite.
Temperatura de inflamacin.-
Bsicamente est propiedad permite detectar la presencia de fracciones voltiles
en el aceite. Cuanto menos fracciones voltiles tiene el lubricante tanto mayor ser
su temperatura de inflamacin, es decir, el lubricante podr superar fcil o
normalmente las altas temperaturas de trabajo.
Las exigencias tcnicas establecen que la temperatura de inflamacin de los
lubricantes para verano no debe ser mayor que 205 C, y para invierno, no mayor
que 200 C.
Estabilidad Termooxidante.-
La oxidacin bajo la accin de altas temperaturas y el oxgeno del aire provocan la
fusin de hidroperxidos y perxidos los cuales forman en combinacin con los
hidrocarburos del aceite compuestos complejos macro moleculares, tales como
resina, asfaltenos, carbonos, carboides, etc.
Los aceites que no poseen buena estabilidad termooxidante son ms propensos a
formar sedimentos pegajosos sobre los pistones, cilindros y anillos.
Al hacer un desmontaje se puede observar la presencia de los sedimentos, y a
travs de ello evaluar la estabilidad termooxidante del aceite.Las propiedades detergentes, dispersantes, anticorrosivas, antiespumantes
mayormente estn en funcin de la presencia de aditivos.
La estabilidad mecnica, sobre todo a altas temperaturas depende de los aditivos
polmeros.
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ADITIVOS
Son substancias qumicas que adicionadas a los aceites les confieren ciertas
propiedades nuevas o le refuerzan propiedades ya existentes.
Es importante sealar que cada productor de lubricantes tiene sus propias
formulaciones y emplea sus propios aditivos.
Dispersante Detergentes
Son sustancias qumicas adicionadas a los aceites con la finalidad de mantener en
suspensin y finamente disperso el carbn formado por la combustin de la
gasolina o el petrleo diesel.
Es debido a este hecho que el aceite se oscurece despus de algn tiempo de uso.
Otras substancias tales como los productos de la oxidacin y otros contaminantes
son igualmente mantenidos en suspensin en el aceite, asegurando as la limpieza
interna del motor.
Anti Oxidantes
Todos los aceites lubricantes minerales son derivados del petrleo y constituidos
por molculas de hidrocarburos, cuyos elementos principales son el carbono e
hidrgeno.
Estas molculas en presencia de aire y por efecto de altas temperaturas tienden a
reaccionar con el oxgeno, oxidndose y dando origen a productos nocivos como
barros, gomas y barnices (lacas), que adems de perjudicar la lubricacin aumenta
la acidez del aceite y pueden provocar corrosin a las partes metlicas.
As, el aceite lubricante al efectuar su trabajo en el motor de combustin interna
queda sometido a condiciones que favorecen su oxidacin, pues como se sabe, su
agitacin a altas temperaturas en presencia de oxgeno y metales contribuyen a
provocar su deterioro.
Para retardar este proceso se adicionan a los lubricantes los aditivos anti-oxidantes.
Al comenzar la oxidacin de las molculas del aceite, estas adquieren la propiedad
de acelerar la oxidacin de sus propias molculas vecinas, provocando as una
reaccin en cadena. Los anti-oxidantes inhiben la accin de las molculas ya
oxidadas, aumentando as el perodo de vida til del aceite, pues evitan la
formacin de productos indeseables para la lubricacin.
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Anti herrumbe
Son agentes qumicos que evitan la accin de la humedad sobre los metales
ferrosos. Son usados para motores de combustin interna, aceites para turbinas y
sistemas hidrulicos.
Anti espumantes
Los aceites lubricantes tienden a formar espuma cuando son agitados en presencia
de aire. Las burbujas entrampadas en el aceite tienden a reducir la capacidad
soportante de carga de la pelcula lubricante, por este motivo, se agregan a los
aceites los aditivos anti-espumantes.
Para extrema presin
Cuando las superficies lubricadas son sometidas a elevadas cargas, la pelcula de
aceite se rompe, con lo cual se produce un contacto de metal con metal y por lo
tanto, un desgaste con generacin de calor.
Tal efecto se evita dosificando los aceites con aditivos de extrema presin, los
cuales son substancias que reaccionan con los metales, dando origen a
compuestos que funcionan como lubricantes slidos.
Para la lubricacin de engranajes, y especialmente para reductores centrales
(pin de ataque, corona y diferencial) es esencial que los lubricantes contengan
aditivos de extrema presin.
Anti desgaste
Los aditivos anti-desgaste son usados cuando las condiciones de lubricacin son
tales que existe un acentuado desgaste abrasivo. Estos aditivos son usados
comnmente en aceites para motor de combustin interna y sistemas hidrulicos.
Anti corrosivos
Los agentes corrosivos presentes en el aceite provienen en general de su propia
oxidacin, pero en el caso de los motores, principalmente de los cidos formados
en la combustin. Los aditivos anticorrosivos neutralizan tales cidos tomndolos
inocuos y protegiendo as, de este efecto, la superficies metlicas, especialmente
las aleaciones especiales de los metales de bancada y biela.
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Mejoradores del ndice de viscosidad
Como ya vimos, los aceites de alto ndice de viscosidad, presentan una menor
variacin de viscosidad con la temperatura, caracterstica muy importante para
aceites de motor ya que estos durante su funcionamiento estn sometidos a
condiciones diversas de temperatura.
Los aditivos mejoradores del ndice de viscosidad son substancias que agregadas
a los aceites hacen que su viscosidad vare menos con las distintas temperaturas,
aumentando consecuentemente su ndice de viscosidad. En otras palabras, tales
aditivos permiten que un aceite pueda ser utilizado en diferentes condiciones de
climas o distintas temperaturas de funcionamiento del motor.
Depresores del punto de escurrimiento o fluidez
Son agentes qumicos que disminuyen el punto de fluidez de los lubricantes
mediante la modificacin de la estructura de los cristales de cera parafnica que se
van formando en el aceite cuando este se encuentra sometido a condiciones de
muy baja temperatura.
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CARACTERSTICAS DE LOS LUBRICANTES POR LAS NORMAS
INTERNACIONALES
Cuadro N 08
INDICE UnidadCantidad
recomendable
Estabilidad termooxidante a 250C, mnimo 80
Indice de viscosidad Seg 90
Propiedades detergentes segn PZV, no ms de Grados 1.0
Corrosividad, no ms de gr/M2 10
Contenido de cenizas % Mximo 2.5
Estabilidad contra la oxidacin, no menos de 30
Alcalinidad, no menos de Mg de
KOH en
1 gr de
aceite
No menos de
3.5 6.0
T de congelacin, mnimo C -15
Impurezas mecnicas % 0.015