informe 4 - sistema de enfriamiento (2014-i)

ANALISIS Y EVALUACIN DE

MOTORES DIESEL

LaboratorioInforme 4 - Sistema de Enfriamiento (2014-I)

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Resultado: c. Los estudiantes realizan pruebas a los sistemas del equipo pesado, analizan e

interpretan los resultados e implementan mejoras.

Criterio de

desempeo :

c.3 Recomienda soluciones para mejorar el rendimiento de vehculos que utilizan motores

de combustin interna.

Programa: MANTENIMIENTO DE EQUIPO PESADO Ciclo : 6

Curso: ANALISIS Y EVALUACION DE MOTORES DIESEL Laboratorio: 4

Actividad: PRUEBAS Y LOCALIZACION DE FALLAS EN EL SISTEMA DE

ENFRIAMIENTO

Alumnos: Bautista Cutipa, Luis Miguel Cabrera Alva, Irvin

Loly Osorio, Erick Urbina Arnao, lvaro

Observaciones La actividad se desarrolla en grupos de 4 integrantes. Periodo: 2014-1

1. OBJETIVOS:

1.1. Identificar y reconocer el sistema de enfriamiento del motor diesel. 1.2. Explicar la operacin de un sistema de enfriamiento. 1.3. Utilizar herramientas para la evaluacin de parmetros de funcionamiento. 1.4. Diagnosticar los problemas del sistema de enfriamiento.

Laboratorio 3. Sistemas de Enfriamiento del motor diesel. Instrucciones: Identifique los componentes del sistema de enfriamiento del equipo asignado.

Cargador de ruedas CAT 910G

Tractor de Orugas CAT D3G

Motoniveladora CAT 16M

Motor C13 en el Dinammetro

Informacin Previa

En la actualidad la evaluacin de los sistemas del motor diesel, se realizan utilizando equipos de diagnstico que faciliten el anlisis de los parmetros de funcionamiento, estos son instalados

en puntos estratgicos del motor, sin tener la necesidad de desmontar ningn componente para

su instalacin. Los equipos de diagnstico varan dependiendo de la marca, tipo y aplicacin del motor, los

motores mecnicos utilizan dispositivos de evaluacin tales como manmetros, pirmetros y tacmetros; pero los motores electrnicos utilizan un software de diagnstico, que interpretan

las seales emitidas por los sensores y actuadores presentes en todos los sistemas del motor, informando de forma general los parmetros de funcionamiento digitalmente. Tareas:

Recopile informacin de las mquinas: Tipo de motor, modelo, nmero de serie, hormetro, etc.

Ubicacin de los componentes del sistema en los diferentes tipos de mquina.

Descripcin del funcionamiento del sistema en cada mquina y su anlisis de falla por separado.

Descripcin de las pruebas y ajustes del sistemas en cada mquina, indicar los parmetros de funcionamiento normal, en vaco, en Ralent, rpm nominal y mximas rpm.


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Nota: Al terminar la tarea, presentar este informe grupal, indicando cuadro de valores recopilados, herramientas utilizadas, procedimientos de trabajo, observaciones, conclusiones y hoja ATS

PROCEDIMIENTO DE LA ACTIVIDAD

Nr Secuencia a seguir Observaciones

1 Defina si el motor a evaluar es mecnico o electrnico, explique brevemente como los diferenci. Recopile informacin del motor a evaluar: Marca: CATERPILLAR Modelo: 910G Nmero de Serie: AKR Hormetro:

2 Verifique los niveles y componentes del sistema del motor antes de encenderlo:

Nivel de aceite: El aceite se encontraba en el nivel adecuado. No se adjunt la imagen, ya que por la luz del da no era visible la marca del aceite en la varilla de medicin.

Temperatura de refrigerante:

Muestre estas condiciones a su profesor antes de continuar.

(1.5 puntos)

Fig. 2.1


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Nivel de combustible:

NOTA: Encienda el motor hasta alcanzar la temperatura de operacin. Cul es la temperatura apropiada para realizar las pruebas? Segn lo explicado por el profesor, la temperatura adecuada debe estar entre un rango de 80C a 90C. Esta temperatura se logra al encender la mquina y esperar un tiempo promedio de 10 minutos con el motor en ralent. Cmo obtuvo esa informacin? La informacin fue dada por el profesor del curso. Sin embargo, esta misma puede ser ratificada en el sistema de informacin de Caterpillar, SISCAT. Por qu es necesario calentar el motor y llegar a la temperatura requerida para hacer las pruebas de diagnstico? Es necesario que el motor alcance su temperatura adecuada, puesto que si las pruebas se llegasen a realizar con el motor recin encendido; es decir fro, estas resultaran erradas. Asimismo, si las pruebas se van a realizar en el sistema de enfriamiento debera esperarse por lo menos 10 minutos para que el refrigerante circule bien todos los orificios del motor y de esta manera lograr pruebas ms eficientes.

Fig. 2.2


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3 Instale los dispositivos de diagnstico y registre los parmetros a evaluar, tales como: 3.1Temperatura:

DATOS REGISTRADOS

VALOR TOMADO

VALOR ESPECIFICADO

RPM del motor alta en vaco

2183 2000 - 2500

RPM del motor baja en vaco

918 750 900

Temperatura del motor Use el pirmetro

74C 90C (Mx.)

Temperatura del radiador Use el pirmetro

39.3C 40C

Flujo del aire (Blow by) hacia el radiador

- -

Se anexa cuadro para la medicin de parmetros (llenar) 3.2 Prueba de fugas del sistema : (Estanqueidad del Sist. De Refrigeracin) Con la bomba de presurizacin. Comente: NOTA: Esta prueba, por indicaciones del profesor, no se llev a cabo, ya que puede resultar un tanto peligrosa por la contrapresin que se genera al momento de la medicin.

- Tacmetro

para la

medicin de

RPM.

- Pirmetro para

la medicin de

la temperatura.

- Maleta de

blow by.

- Sonda de

Temperatura.

- Refractmetro

-Test de

Refrigerante

(3 puntos)


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3.3. Utilizando El test Kit de Acondicionador de refrigerante: Indicar Cuantos nitritos PPM (color) _________________ Comente: Esta prueba nos permite medir la concentracin de aditivo refrigerantes; es decir, los nitritos, la cual se mide en partculas por milln (PPM). La prueba es muy simple, primero se debe arrancar el equipo y esperar 10 minutos hasta que este alcance su temperatura de trabajo. Seguido de esto, se extrae unas gotas del refrigerante y se aplica sobre la laminilla. Luego debemos esperar a que la laminilla cambie de color y segn el color que nos resulte, lo compararemos con la tabla de colores impresa en el frasco de las laminillas.

Fig. 3.3.1

Fig. 3.3.3

Fig. 3.3.2


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3.4. Utilizando El refractmetro (probador de refrigerante):

Fig.3.4.1. Medicin de la temperatura de congelacin

Indicar en que porcentaje se encuentra, traze una lnea, a que temperatura se congela ? y comente. Segn los resultados obtenidos en la prueba de temperatura de congelacin, la cual fue medida con el refractmetro, se pudo apreciar la lnea de medicin en el rango de -5F a -10F. Para ser ms exactos, el resultado fu -9F; es decir, 38% aproximadamente. Esto nos indica que el refrigerante se encuentra en regular estado y tiene una temperatura de congelacin en condiciones medias. Sin embargo, lo ideal es que se encuentre en buenas condiciones, ya que de esta manera el equipo tendr un mejor funcionamiento y requerir menos mantenimiento, y para una empresa, esto puede resultar muy beneficioso.

Refractmetro

(1 puntos)


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Analice los parmetros registrados, comprelos con los especificados (+/- 15%) e indique su variacin. Segn los resultados obtenidos al hacer la medicin con el refractmetro, se obtuvo una temperatura de congelamiento de -9F, lo cual obviamente, est fuera de lo establecido, ya que lo ideal es que se encuentre en el rango de -15 a -40F. Sin embargo, tampoco se puede decir que est en malas condiciones, pero s es necesario estar al tanto del momento en que le toque hacer el mantenimiento a la mquina, con el fin de hacer un cambio de refrigerante, ya que si se excede su uso, este podra ya no cumplir su funcin y causar graves daos en el motor.

5 Diagrame el sistema de enfriamiento de la mquina analizada e indique sus partes.

Utilizar diagramas sencillos

(2 puntos)

(3 puntos)

Fig. 5.1

Fig. 5.2


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Bomba de agua: Es una bomba mecnica, movida por una banda de hule, que hace circular al lquido anticongelante por el sistema de enfriamiento.

Radiador: Si bien el lquido refrigerante tiene la capacidad de ebullir a una mayor temperatura, esto no quiere decir que no alcance dicha temperatura al interior de un motor en pleno funcionamiento. Es por esto que los sistemas incorporan un radiador aire/agua.

Su principio bsico es el de intercambiar el calor contenido en el lquido y transferirlo al aire que circula a travs de l. Esto se logra pasando al lquido por el interior de unos tubos de aluminio que a su vez estn rodeados de delgadas aletas del mismo material que conducen al aire entre los tubos.

Al pasar el lquido por el tubo, transfiere su calor al mismo; stos tambin transfieren el calor a las aletas de aluminio que a su vez disipan ese calor hacia el aire que circula entre ellas. Para mantener el flujo de aire a travs del radiador, an cuando el vehculo est parado y para mantener la temperatura dentro de los lmites preestablecidos, los sistemas de refrigeracin incorporan adems un ventilador. Ventilador: Se ubica pegado al radiador en la parte posterior. Este puede ser elctrico, controlado por la computadora del motor (ECU) o por algn sensor, obteniendo su fuerza para girar de un motor elctrico, o bien mecnico movido de manera permanente por el mismo movimiento del cigeal o, en determinados casos en coches ms modernos, activado y desactivado de manera elctrica por un sensor trmico o la ECU misma.

Termostato: Se trata de una vlvula que permite o no la circulacin del refrigerante hacia el interior del motor. Esta vlvula tiene, en el centro, un cilindro lleno de una cera que al calentarse se derrite y expande, empujando un pistn que a su vez mueva la vlvula que finalmente permitir el paso del lquido. Alrededor del cilindro tiene un resorte que le permitir regresar a su posicin natural de cerrado una vez que la cera se enfre de nuevo. La vlvula permanecer cerrada debajo de los 90C y se abrir cuando la temperatura del lquido alcance los 100C. Con esto se permite que el motor alcance su temperatura ideal de operacin en menos tiempo. Si quitramos el termostato, el lquido refrigerante hara que el motor tardara ms tiempo en alcanzar esta temperatura ideal.

Fig. 5.3


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6 Indique de acuerdo a los datos registrados la condicin del motor del equipo asignado y proponga soluciones para mejorar su eficiencia en el caso que haya un delta (Variacin) de T muy alto y muy bajo.

MEDICIONES DE TEMPERATURA DEL MOTOR

T1

(Entrada del motor)

T2 (Salida

del motor)

T3 (Salida

radiador)

T4 (Aire

ambiente)

T5 (Lubricacin de turbo)

T6 (Entrada

del radiador)

T7 (Caja del

termostato)

T8 (Caja del

turbo)

T9 (Mltiple

de escape)

Medicin 1

35.7 114.8 40.3 25 55.4 43.5 45.3 119.3 52

Medicin 2

37.9 124.3 40.9 25 61.6 42 46.8 138.7 86.8

Medicin

3 41 144.1 41.8 25 68.5 42.5 46.6 156.9 92

Como se puede apreciar en la grfica adjunta, la temperatura va aumentando en cada medicin. Obviamente esto es algo normal, ya que mientras ms tiempo se encuentra encendido el motor, mayor temperatura tendr. En la grfica se puede apreciar que la mayor temperatura alcanzada, se dio en la medicin 3 y en la caja del turbo, donde lleg a los 156.9C. Asimismo, la menor temperatura se registr en el aire; es decir, la temperatura ambiente. Esta fue de 25C. Con respecto a la variacin de la temperatura (T), la mayor variacin se dio en el mltiple de escape. Esta fue de 40C; mientras que la menor, aparte de la temperatura de ambiente, se dio en la entrada del radiador. Donde en vez de aumentar, la temperatura cay en 1C.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Variacin de la temperatura (T)

Medicin 1

Medicin 2

Medicin 3


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7 INFORME. HERRAMIENTAS UTILIZADAS:

Fig.7.1. Laptop

Fig.7.2. Pirmetro

Fig.7.3. Tacmetro

Indicar las heramientas utilizadas. Cules han sido los pasos para realizar el siguiente laboratorio.

(2 puntos)


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Fig.7.4. Cargador frontal 910G

Fig.7.5. Refractmetro


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8. SECUENCIA SEGUIDA (PROCEDIMIENTO DE TRABAJO)

Tabla 8.1. Trabajos realizados en taller

PRUEBAS Y LOCALIZACIN DE FALLAS EN EL SISTEMA DE LUBRICACIN

Trabajos Inicio Duracin Final

Charla de seguridad 12:50 00:05 12:55

Indicaciones principales 12:55 01:30 14:25

Llenado de ATS 14:25 00:20 14:45

Recopilacin de informacin en el SIS CAT 14:45 00:45 15:30

Tareas pertinentes para arrancar la mquina 15:30 00:45 16:15

Ubicacin de componentes de la mquina 16:15 00:20 16:35

Mediciones a los componentes ubicados 16:35 01:00 17:35

Toma de datos 16:55 00:45 17:40

Orden y Limpieza del rea de trabajo 17:40 00:20 18:00

Fig.8.1. Diagrama de Gantt

10:30 11:42 12:54 14:06 15:18 16:30 17:42

Charla de seguridad

Indicaciones principales

Llenado de ATS

Recopilacin de informacin en el SIS

Tareas pertinentes para arrancar la

Ubicacin de componentes de la

Mediciones a los componentes ubicados

Toma de datos

Orden y Limpieza del rea de trabajo


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CONCLUSIONES:

De acuerdo al taller realizado, podemos concluir que para realizar cualquier tipo de medicin o prueba a una mquina, primero debemos encenderla y esperar mnimo 10 minutos a que sta alcance su temperatura de funcionamiento. De esta manera, tendremos mejores resultados al momento de la medicin.

Con respecto a la prueba de refrigerante, la cual se realiz con el refractmetro, se puede concluir que el refrigerante del sistema de enfriamiento, se encuentra en condiciones de estado medio. Lo cual quiere decir que tiene que estar en constante monitoreo, con el fin de que cuando su temperatura de congelamiento resulte en recharge, poder recargar o reemplazar el refrigerante.

Se lleg a identificar todas las partes del sistema de enfriamiento. Algunas de ellas, por ejemplo, fueron el radiador, ventilador, refrigerante, etc. Asimismo, se procedi a realizar satisfactoriamente las pruebas requeridas en el informe.

Se concluye que la mayor variacin de temperatura; es decir, el delta de T

(T), se produjo en el mltiple de escape. Es fue constatado por el grupo, ya que mientras se aumentaba el nmero de RPM del motor, aumentaba tambin la temperatura. Al hacer la tercera medicin con el pirmetro, esto nos dio como resultado una temperatura de 92C.

OBSERVACIONES:

Las bateras del cargador 910G se encontraban descargadas y en malas condiciones, por lo cual tuvimos que hacer el arranque desde otras dos bateras.

Al momento de querer apagar la mquina con la llave de contacto, sta no

responde y permanece encendida. Hay que recurrir a la bomba para poder apagarla.

Para el arranque del equipo tambin es necesario conectar un rel en su

caja de fusibles, ubicada en la parte derecha de la cabina.

Las conexiones de la batera se hicieron en paralelo, esto fue por indicaciones del profesor.

No se realiz la prueba de estanqueidad del sistema de refrigeracin. Esto fue por indicaciones del profesor.

(3.5 puntos)


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RECOMENDACIONES:

Comprar dos bateras, o en todo caso, reemplazar las que se encuentran en el cargador 910G.

Hacer mantenimiento a la bomba de inyeccin, ya que hace falta regularla y

reemplazar un resorte que se encuentra en mal estado.

Es necesario llenar el ATS antes de iniciar cualquier tipo de labor en el campo. Esto con el fin de tener bien definidos los trabajos que se van a realizar.

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CASO DE ESTUDIO: CON UN DIAGRAMA DE CAUSA EFECTO (ESPINA DE PESCADO) INDICAR LAS CAUSAS PROBABLES DEL PROBLEMA INDICADO. QUEJA DEL OPERADOR: Grupo A Considerar la queja del operador segn la maquina asignada el da de taller y derivar el anlisis del caso hacia el sistema de enfriamiento (en su mayora).

Cargador de ruedas CAT 910G:

RECALENTAMIENTO DEL MOTOR CUANDO PASA LAS 1500 RPM

Cargador de ruedas CAT 924:

CONSUMO DE REFRIGERANTE EXCESIVO CADA TURNO

Tractor de Orugas CAT D3G:

NO SE ALCANZA TEMPERATURA DE OPERACIN

Dinammetro con motor C13 CAT

PERDIDA DE POTENCIA Y ELEVADA TEMPERATURA A 1800 RPM

Motoniveladora CAT 16M


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Fig. 9.1. Diagrama causa-efecto


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ANLISIS DE TRABAJO SEGURO

Area: Pabelln 11 Lugar: Taller 1104

Parcipantes :

Bautista Cutipa, Luis

Cabrera Alva, Irvin

Loly Osorio, Erick

Urbina Arnao, lvaro

Etapas del Trabajo (Dividir el trabajo en

etapas)

Riesgo potencial

Efecto Medidas de control

propuestas

{C} Conse-

cuencias

{P} Probabili-dad

{R} Nivel de riesgo

Control adicional requerido

Llenar correctamente el formato ATS

Ninguno Ninguno Debe ser firmado

por el profesor antes de iniciar la actividad

Insignificante Rara vez 1--1 Supervisin del

profesor

Identificar los componentes del sistema

de enfriamiento

Cadas a desnivel Daos personales

y materiales Uso de EPP, como botas, casco, gafas.

Menor Poco probable 2--1 Uso de EPP adicional: guantes,

tapones. Golpes Menor Poco probable 2--1

Cortes Moderado Probablemente 3--2

Realizar las mediciones respectivas al sistema de

enfriamiento Golpes Daos personales

Uso de botas de seguridad

Menor Probablemente 2--1 Botas con puntera

de acero

Examinar los resultados y compararlos con los del

SISCAT

Golpes y cadas

Daos personales Comparar valores con los del manual

Menor Probablemente 2--1 Trabajar con fuente

del SISCAT

Orden y limpieza Ninguno Ninguno Dejar el rea limpia Insignificante Rara vez 1--1 Ninguno

VoBo Supervisor: Vo Bo Seguridad y Salud Ocupacional:

FECHA DE EJECUCIN:

Daniel Wong Lay Irvin Cabrera Alva 23/04/2014

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