tecnología de camiones

Tecnología De Camiones — Document Transcript

1. TECNOLOGÍA BÁSICA DE CAMIONES GENERAL MOTORS

COLMOTORES 2005 Compañía de Entrenamiento Técnico Automotriz

CETa

2. Tecnología Básica de Camiones Compañía de Entrenamiento Técnico

Automotriz - CETa - Esta es una traducción libre del manual “Tecnología

Básica de Camiones” producido por VOLVO TRUCKS NORTH AMERICA,

INC.

3. Introducción El conocimiento de los productos que vendemos es

importante para todos en nuestra organización. Debido a que mucho de

nuestro personal no tiene antecedentes técnicos o experiencia con la

totalidad del vehículo, hemos hecho nuestro mejor esfuerzo para hacer un

libro completo y simple. En este libro el lector encontrará los fundamentos

del diseño de los camiones, una descripción de los diversos sistemas y

conjuntos y sus funciones, así como también descripciones de los

componentes importantes del vehículo y sus relaciones. Los elementos

estándar tales como tornillos, rodamientos, sellantes, etc. no están descritos

en las diversas secciones, sino que están contenidos en la primera sección.

Es nuestra esperanza que esta publicación será de valor para todos los

miembros de la Familia GM y que, a largo plazo, ayude en la promoción de

nuestros productos General Motors Colmotores

4. Contenido SECCIÓN 0 — Generalidades CABINA

CONVENCIONAL.......................................................................................... 1

CABINA

CABOVER ..................................................................................................... 2

TRACTOR.........................................................................................................

........... 2 EL CAMIÓN / BASCULANTE

(VOLQUETA)................................................................ 3 DISTANCIA ENTRE

EJES .......................................................................................... 3

TROCHA ..........................................................................................................

........... 3 CONFIGURACIONES DE

EJE .................................................................................... 4

ABREVIATURAS Y TÉRMINOS

COMUNES .............................................................. 5 SECCIÓN 1 —

Servicio & Mantenimiento

COJINETES .....................................................................................................

........... 7

Generalidades ..................................................................................................

....... 7 Cojinetes

deslizantes............................................................................................... 7

Cojinetes de rodadura

(Rodamientos)..................................................................... 7

SELLOS ...........................................................................................................

............ 8

Generalidades ..................................................................................................

....... 8 Anillos de

sello......................................................................................................... 8

Empaques

metálicos ............................................................................................... 9

Empaques de

papel................................................................................................. 9

Sellantes ..........................................................................................................

........ 9

ANTICONGELANTE ........................................................................................

......... 10 TORNILLOS Y

REMACHES ...................................................................................... 10

LUBRICANTES.................................................................................................

......... 10 EXPRESIONES TECNICAS

BÁSICAS ..................................................................... 11 SECCIÓN 2—

Motor

GENERALIDADES ...........................................................................................

......... 13 Desarrollo del

motor .............................................................................................. 13 LOS

DIFERENTES TIPOS DE

MOTORES .............................................................. 14 Motor en

línea........................................................................................................ 14

Motor en

V ............................................................................................................. 14

5. Motor

plano............................................................................................................ 15

Motor

rotativo......................................................................................................... 15

FABRICANTES DE

MOTORES ................................................................................. 16 ¿CÓMO

TRABAJA UN MOTOR DIESEL? ................................................................ 17

Generalidades ..................................................................................................

..... 17 Mezcla aire -

combustible ...................................................................................... 17

Inyección

directa.................................................................................................... 18 Las

carreras del motor...........................................................................................

18 Las cuatro

carreras................................................................................................ 19

DESCRIPCION DEL BLOQUE DE

CILINDROS ....................................................... 20 Tapa de

válvulas .................................................................................................... 20

Culata de

cilindros ................................................................................................. 20

Empaque de la

culata ............................................................................................ 21 Bloque

de cilindros ................................................................................................ 21

Camisa de

cilindro ................................................................................................. 22

Pistón................................................................................................................

..... 22

Biela..................................................................................................................

..... 23 Pasador del pistón y cojinetes de

biela ................................................................. 23

Cigüeñal............................................................................................................

..... 23 Amortiguador de vibraciones (damper) y

volante .................................................. 24 Carcasa del volante y cárter de

aceite .................................................................. 24 Engranajes de

distribución .................................................................................... 25

Mecanismo de

válvulas ........................................................................................ 26

TRAYECTORIA DE POTENCIA EN EL

MOTOR....................................................... 28 SISTEMA DE

LUBRICACIÓN.................................................................................... 29

Generalidades ..................................................................................................

..... 29 Enfriamiento del

pistón .......................................................................................... 31

TRAYECTORIA DEL ACEITE

LUBRICANTE ............................................................ 32 SISTEMA DE

COMBUSTIBLE .................................................................................. 33

Tanque de combustible y unidad de

suministro..................................................... 33 Inyección de

combustible ...................................................................................... 33

INYECCIÓN MECÁNICA DE

COMBUSTIBLE .......................................................... 33

6. Bomba de

alimentación ......................................................................................... 34

Filtro de

combustible.............................................................................................. 34

Bomba de

inyección .............................................................................................. 34

Gobernador.......................................................................................................

..... 35 Limitador de

humos ............................................................................................... 35

Tubos de

entrega................................................................................................... 35

Inyector o tobera de

aspersión .............................................................................. 36

TRAYECTORIA DEL

COMBUSTIBLE ....................................................................... 36 UNIDAD

DE INYECCIÓN ELECTRONICA................................................................ 37

Generalidades ..................................................................................................

..... 37 Flujo del combustible en el

motor .......................................................................... 39 SISTEMA DE

ADMISIÓN DE AIRE Y SISTEMA DE ESCAPE ................................. 40

Filtro de

aire........................................................................................................... 41

Indicador de restricción de

aire.............................................................................. 41

Turbocargador ..................................................................................................

.... 42 Múltiple de

admisión .............................................................................................. 42

Enfriador de aire

(intercooler) ................................................................................ 43 Pre

calentador de arranque ...................................................................................

43 Múltiple de

escape................................................................................................. 43

Regulador de presión de escape (freno de

motor) ................................................ 44 Tubo de

escape ..................................................................................................... 44

Silenciador .......................................................................................................

...... 44 Freno de

motor ...................................................................................................... 45

Freno de

compresión............................................................................................. 45

Sistema de

control ................................................................................................. 46

TRAYECTORIA DEL

AIRE ........................................................................................ 47 SISTEMA

DE REFRIGERACION .............................................................................. 48

Generalidades ..................................................................................................

..... 48

Radiador ...........................................................................................................

..... 48 Ventilador de

refrigeración..................................................................................... 50

Tanque de reserva y sonda de refrigerante

bajo ................................................... 50 TRAYECTORIA DEL

REFRIGERANTE..................................................................... 51

7. CONTROLES DEL MOTOR EN LA

CABINA............................................................. 52 Controles de acelerador y

parada ......................................................................... 52 CONTROL

ELECTRÓNICO DEL MOTOR ................................................................ 53

SECCIÓN 3 — Electricidad

GENERALIDADES ...........................................................................................

........ 55 SISTEMA DE POTENCIA Y

ARRANQUE ................................................................ 55 Alternador, general

................................................................................................ 56

Composición del

alternador ................................................................................... 56

Operación del

alternador ....................................................................................... 57 Batería

................................................................................................................... 58

SISTEMA DE

ARRANQUE........................................................................................ 58

Motor de

arranque ................................................................................................. 58

SECCIÓN 4 —Tren de propulsión

GENERALIDADES ...........................................................................................

......... 59

EMBRAGUE .....................................................................................................

......... 60

Generalidades ..................................................................................................

..... 60 EMBRAGUE

MECÁNICO .......................................................................................... 61

Generalidades ..................................................................................................

..... 61 Disco de

presión .................................................................................................... 61

Discos ..............................................................................................................

...... 61 MECANISMO DE

EMBRAGUE ................................................................................. 62

OPERACIÓN DEL EMBRAGUE ASISTIDO POR

AIRE............................................ 62 Pedal de embrague y cilindro

maestro .................................................................. 62 Servo del

embrague .............................................................................................. 62

ALOJAMIENTO DEL

EMBRAGUE ............................................................................ 63 PALANCA

Y EJE DE LIBERACIÓN........................................................................... 64

HORQUILLA RODAMIENTO DE

LIBERACIÓN ........................................................ 64

TRANSMISION ................................................................................................

.......... 65

Generalidades ..................................................................................................

..... 65 Fabricantes de

transmisiones................................................................................ 66 CAJA

DE CAMBIOS MANUAL ..................................................................................

67

Generalidades ..................................................................................................

..... 67

8.

Engranajes........................................................................................................

..... 67

Sincronización ..................................................................................................

..... 68 TREN DE

ACCIONAMIENTO........................................................................................

69

Generalidades ..................................................................................................

..... 69 Tren de

accionamiento .......................................................................................... 69

Unión universal

(cardán)........................................................................................ 70

Rodamiento de apoyo

(central) ............................................................................. 70 EJE TRASERO

.......................................................................................................... 71

Generalidades ..................................................................................................

..... 71 Eje

sencillo.............................................................................................................

71

Piñón.................................................................................................................

..... 72 Corona

sinfín ......................................................................................................... 72

Conjunto de la cruceta de satélites del

diferencial ............................................... 72

Semiejes ..........................................................................................................

...... 73 Bloqueo de

diferencial ........................................................................................... 73

EJES DOBLES

(TANDEM) ........................................................................................ 74

Generalidades ..................................................................................................

..... 74 SECCIÓN 5— Sistemas de aire

GENERALIDADES ...........................................................................................

......... 77 Desarrollo del sistema de

frenos ........................................................................... 77 Sistema de frenos

hidráulicos................................................................................ 77 Sistema de

frenos hidráulicos – de vacío .............................................................. 78

Frenos de aire ayudados

hidráulicamente............................................................. 78 Frenos

completamente de aire .............................................................................. 79

Generalidades ..................................................................................................

..... 79 SISTEMA DE

ALIMENTACIÓN ................................................................................. 80

Compresor .......................................................................................................

...... 80 Regulador de

presión ............................................................................................ 80

Secador de

aire ..................................................................................................... 81

Tanque de aire

(depósitos) .................................................................................... 81 Cámara

de freno, diafragma sencillo..................................................................... 82

Cámara de freno de

resorte................................................................................... 83

9. Frenos de

tambor .................................................................................................. 84

Leva de

freno......................................................................................................... 84

SECCIÓN 6— Eje delantero y Dirección EJE DELANTERO Y MANGUETAS

DE DIRECCIÓN ............................................... 85

DIRECCIÓN......................................................................................................

......... 85 Volante de

dirección .............................................................................................. 85

Columna de

dirección ............................................................................................ 85

Cilindro de dirección

asistida ................................................................................. 86 ALINEACIÓN

DE RUEDAS ....................................................................................... 87

Caster ...............................................................................................................

..... 87 Camber

(inclinación).............................................................................................. 87

Convergencia....................................................................................................

..... 88 Radio de

giro ......................................................................................................... 88

SUSPENSIÓN

DELANTERA..................................................................................... 89

Generalidades ..................................................................................................

..... 89 BALLESTAS (RESORTES) DE

HOJAS..................................................................... 90 Ballestas de hojas

corrientes................................................................................. 90 SECCIÓN 7

— Bastidor y suspensión trasera

BASTIDOR........................................................................................................

......... 91 RUEDAS Y

LLANTAS ................................................................................................ 92

Generalidades ..................................................................................................

..... 92 DISCO Y CUBO DE

RUEDA ..................................................................................... 93 ARAÑA Y

RIM............................................................................................................ 94

10. SECCIÓN 0 - General 1 SECCIÓN 0 - General Los camiones de hoy se

construyen en muchas varie- CONVENCIONAL dades, para muchos usos

diferentes. En consecuencia tienen cabinas de diferente tipos, varias

superestructu- Las cabinas convencionales, o de control normal, ras,

longitudes y diferente número de travesaños. Con se ubican detrás del

motor y tienen un capó que respecto a la cabina que está sobre el chasis,

son fre- puede abrirse para proveer acceso fácil al motor. cuentes dos tipos

básicos de cabinas: la corriente y la Este tipo de camión puede usarse para

diversos cabover (mandos adelantados). Con respecto a la tipos de

operaciones. Una cabina convencional superestructura, se construyen dos

tipos importantes de puede utilizarse para trabajo “en carretera” o para

vehículos pesados de trabajo: los tractores y los cami- arrastre. La

configuración de cabina convencional se ones. usa también en la

construcción o en camiones para operaciones de remolque locales,

camiones tipo van, etc. Figura 1: Camión convencional con camarote

11. 2 SECCIÓN 0 - General CABOVER (Mandos adelantados) Sobre los

camiones de mandos adelantados (Cab- ina Sobre el Motor, CSM), o

vehículos de cabina de mando desplazado hacia adelante, la cabina se

ubica encima del motor (Serie N*R, F*R, C). Para dar acceso al motor para

servicio o mantenimiento, la cabina entera puede inclinarse hacia adelante.

Fig. 2: Camión de mandos adelantados TRACTOR Los tractores no tienen

espacio de carga. En su lugar están equipados con una quinta rueda a la

que se conecta el remolque. Puede ahorrarse tiempo cuando se carga o se

descarga porque el tractor puede cambiarse rápidamente de un remolque a

otro. Fig. 3: Tractor con quinta rueda

12. SECCIÓN 0 - General 3 CAMIÓN / CAMIÓN VOLQUETA Un camión

tiene una plataforma fija de carga, un camión volqueta puede equiparse con

una plataforma en declive (caja de cuelco). Los remolques pueden también

ser equipados en camiones basculantes. Fig. 4: Camión volqueta

DISTANCIA ENTRE EJES La distancia entre ejes del vehículo es la

distancia medida entre el centro de la rueda delantera y el centro de la rueda

trasera en un vehículo con un eje trasero sencillo. En ejes traseros dobles,

la medida es al centro de los ejes traseros (mostrado). Fig. 5: Distancia

entre ejes TROCHA (VIA) La trocha del vehículo es la distancia entre el

centro de la llanta del lado izquierdo y el centro de la llanta del lado derecho.

Fig. 6: Trocha (VIA)

13. 4 SECCIÓN 0 - General CONFIGURACIONES DE EJE La siguiente

tabla describe las configuraciones de ejes que son más frecuentes en los

camiones actuales: Dependiendo de la carga y de las condiciones de

conducción, los camiones pueden equiparse con CLASIFICACION DE

CAMIONES POR NÚMERO DE RUEDAS diferentes estilos de ejes. Estos

pueden ser de dire- Vehículo Número de Ruedas de Total Ejes de cción, de

impulso o ejes de ruedas de remolque. En de motor ruedas traccíon Ejes

tracción la industria de camiones se usan un número de de- 4x2 4 2 2 1

signaciones numéricas para describir las varias con- 4x4 4 4 2 2

figuraciones de ejes disponibles. Estas designacio- 6x2 6 2 3 1 nes

numéricas describen el número de ruedas del 6x4 6 4 3 2 vehículo y cuántas

de estas son ruedas de tracción. 6x6 6 6 3 3 En casos donde un eje tiene

ruedas dobles, dos rue- 8x4 8 4 4 2 das a cada extremo del eje, cada pareja

de ruedas 8x8 8 8 4 4 se toma como una sola. Una configuración común de

eje, por ejemplo, es un vehículo con cuatro ruedas - dos de las cuales son

de tracción. La desig- CLASIFICACIÓN DE CAMIONES POR PESO nación

numérica para este vehículo es 4x2. Trabajo liviano (LD) Clase 1 Hasta

6000 GVW* Clase 2 6001 - 10,000 GVW* Clase 3 10,001 - 14,000 GVW*

Trabajo mediano Clase 4 14,001 - 16,000 GVW* (MD) Clase 5 16,001 -

19,500 GVW* Clase 6 19,5001 - 26,000 GVW* Trabajo pesado (HD) Clase 7

26.001 - 33,000 GVW* Clase 8 33,001 GVW* y más * El peso Bruto

Vehícular (GVW) está en Libras Figura 7. Ruedas - La flecha indica las

ruedas de tracción Figura 8. Configuraciones de ejes y peso bruto Figura 9.

Configuraciones de eje - 4x2 (arriba) y 6x4

14. SECCIÓN 0 - General 5 TERMINOS Y ABREVIATURAS Peso Bruto

Vehícular (GVW - PBV): Total del peso del chasis, la carrocería y el peso de

carga COMUNES útil. A Distancia desde la línea de centro del eje trasero al

centro de la carrocería y/o carga útil. La línea de centro de la carrocería

equivale a 1/2 de la longitud de la carrocería. AF Centro del eje trasero, o

tándem, hasta el extremo del bastidor. BA Parachoques a línea de centro

del eje delantero. BBC Parachoques a extremo trasero de la cabina. BL

Longitud de la cabina. CA Extremo trasero de la cabina a línea de centro del

eje trasero o de la suspensión en tándem. CE Extremo trasero de la cabina

a extremo del bastidor. CFW Extremo trasero de la cabina al punto central

del pasador principal (King pin) del eje de articulación en la quinta rueda. CT

Extremo trasero de la cabina al frente del semirremolque en posición hacia

adelante. FH Altura del bastidor. FW Línea de centro del eje trasero o

tándem a punto central de la quinta rueda. KP Ajuste del pasador principal

(King pin) - Extremo delantero del semirremolque a punto central del

pasador principal en el semirremolque. LGC Espacio de descarga - punto

central del pasador principal al punto más cercano de interfase del equipo

de descarga. OAL Longitud total. OWB Distancia entre ejes total de tractor y

remolque. TL Longitud del semirremolque. WB Distancia entre ejes -

distancia entre la línea de centro delantera y la suspensión tándem o el eje

trasero. Chasis: La base del vehículo, cabina, bastidor y equipos de tracción

Carrocería: El recipiente en que se lleva la carga. Carga útil: La mercancía a

ser cargada. Peso de marcha (Curb weight): Peso del chasis. Peso de la

carrocería: Peso de la carrocería completa a ser montada sobre el chasis.

Peso de carga útil: Peso de la mercancía a ser cargada. Figura 10.

Abreviaturas comunes en camiones pesados

15. SECCIÓN 0 - General 6

16. SECCIÓN 1 - Servicio & Mantenimiento 7 SECCIÓN 1 - Servicio &

Mantenimiento RODAMIENTOS Generalidades Hay un gran número de

piezas en un vehículo que deslizan o giran el uno contra el otro o contra

piezas estacionarias. Para lograr estabilidad en las piezas móviles y para

reducir rozamiento, se instalan rodamientos de diversas clases entre las

piezas involucradas. Estos rodamientos pueden dividirse en dos categorías

principales: rodamientos deslizantes y rodamientos de rodadura. Figura. 1:

Cojinete deslizante Rodamientos deslizantes (Cojinetes) Comúnmente un

cojinete deslizante se compone de un marco metálico revestido con una o

más capas de metal para cojinetes (babbitt) en el interior de la superficie de

rozamiento. Los metales de rodamiento comúnmente consisten de una

mezcla de varios metales. Las más dura de estas mezclas es la de cobre y

plomo (bronce al plomo) y se usa en los motores diesel. Para reducir

rozamiento y desgaste, los cojinetes deslizantes deben lubricarse

continuamente. Los cojinetes deslizantes se componen comúnmente de un

casquillo o dos cubiertas de cojinete. Figura. 2: Rodamiento de bolas

(izquierda) - rodamiento de rodillos rectos Rodamiento de rodadura En el

rodamiento de rodadura, el rozamiento y el movimiento es amortiguado por

bolas o tambores. Los rodamientos de rodadura se usan primordialmente en

componentes que no cuentan con un sistema de lubricación a presión. Su

rozamiento es menor que el de los cojinetes de deslizamiento, y se usan

para soportar engranajes, ejes, etc. Los rodamientos de rodadura equipados

con bolas (esferas) como elementos de rodadura se llaman rodamientos de

bolas y aquellos equipados con rodillos se llaman rodamientos de rodillos.

Los elementos de rodadura en rodamientos de rodillos pueden ser rectos o

cónicos. Hay también elementos de rodadura que tienen un diámetro

sumamente pequeño en relación a su longitud. Los rodamientos de rodillos

con este tipo del elementos se Figura. 3: Rodamientos de rodillos cónicos

llaman rodamientos de agujas. (izquierda) - Rodamientos de agu-

17. 8 SECCIÓN 1 - Servicio & Mantenimiento SELLOS Generalidades El

propósito principal de los sellos es impedir que los gases y líquidos dentro

del motor, del sistema de refrigeración, de la caja de cambios, etc. escapen

hacia afuera a través de empaques y aperturas. Los sellos deben impedir

también que partículas de suciedad y polvo entren en estos componentes.

Los materiales usados en los sellos dependen de si el sello va a ser

sometido a alta presión, calor intenso, químicos o simplemente salpicadura

con aceite. Algunos de los diversos tipos de sellos que pueden aparecer en

un vehículo se describen más adelante. Figura. 4: Sello de la camisa interior

de cilindro Anillos de sello Los anillos de sello son fabricados de diferentes

tipos de caucho o plástico. La composición y la forma del anillo de sello

depende de dónde se ubica y de los químicos, etc. a los que va a ser

expuesto. En la mayoría de los casos, el anillo de sello es un anillo redondo

con una superficie de contacto cilíndrica. Anillos de este tipo se usan para

formar un sello entre la camisa interior del cilindro y el bloque de cilindros.

Figura. 5: Sello de la tapa de válvulas Se usa también un anillo de sello

entre la tapa de válvulas y la culata de cilindros. En este caso, tiene una

superficie de contacto plana y ha sido embutida para ajustar con el borde

de ajuste de la tapa de válvulas. En ubicaciones donde un eje giratorio pasa

a través de un componente, el sello es proporcionado por un tipo especial

de anillo de sello. Este sello consiste de un anillo de metal con un labio de

caucho blando que está vulcanizado al interior del aro de metal. El labio de

caucho descansa contra el eje e impide que el aceite escape. Figura. 6:

Sello delantero del cigüeñal

18. SECCIÓN 1 - Servicio & Mantenimiento 9 Empaques metálicos Los

empaques de metal se usan generalmente en uniones que están sujetas a

alta presión, calor intenso y/ o la acción de químicos. Por ejemplo: se usa un

Empaque metálico en la unión entre la culata de cilindros y el bloque.

Porque se desarrollan temperaturas altas por la combustión ya que circulan

refrigerante y aceite a través de esta unión. Figura. 7: Empaque de metal

Empaques de papel Los empaques de papel se encuentran actualmente

solamente en algunas ubicaciones de vehículos pesados. Un empaque de

papel puede estar entre el cárter de aceite y el bloque de cilindros. Figura. 8:

Empaques de papel Sellantes En algunas uniones, se usan sellantes en vez

de empaques. Una banda delgada de sellante es aplicada entre la tapa de

distribución y el bloque de cilindros para impedir que el aceite que lubrica los

engranajes de dis- tribución escape fuera. Figura. 9: Aplicación de sellantes

19. 10 SECCIÓN 1 - Servicio & Mantenimiento ANTICONGELANTE El

líquido que enfría el motor es una mezcla 60 - 40 de agua y glicol. Esta

mezcla de anticongelante previene que el refrigerante se congele en climas

fríos. El glicol contiene un agente anti - corrosión y es recomendado para su

uso durante todo el año. Debido a sus propiedades inhibidoras de corrosión,

y a su capacidad para aumentar el punto de ebullición del refrigerante, el

glicol es altamente recomendado para su uso en zonas tropi- cales y/o

también a gran altura sobre el nivel del mar como en El Ecuador y en

Colombia. Figura. 10: Anticongelante TORNILLOS Y REMACHES Un

vehículo se compone de una multitud de piezas diferentes. La mayoría de

estas piezas se unen mediante tornillos y remaches. Estos tornillos pasan

a través de varias piezas y se aseguran entonces con una tuerca. Las

piezas sometidas a tensiones torcionales y a golpes, se remachan.

Fijaciones de este tipo se usan cuando se montan los largueros con los

trave- saños, y cuando se aseguran los anclajes de los resortes en el

bastidor. Figura. 11: Tornillos (abajo) y remaches LUBRICANTES Aceite o

grasa se usa para reducir el rozamiento y el desgaste entre piezas móviles.

Debido a sus diversas composiciones químicas, estos lubricantes tienen

diferentes características. La característica del aceite es su tendencia a

adelgazarse o a ser más grueso dependiendo de la temperatura. La

viscosidad del aceite se da en una clasificación SAE, que es un índice

estandarizado de clasificación. Por ejemplo, el aceite de baja viscosidad

usado en una caja de velocidades automática tiene una clasificación de

viscosidad SAE 10, mientras el aceite de alta viscosidad de un eje trasero

puede tener una clasificación entre SAE 80 y SAE 140. Refiérase al Manual

del Operador per- tinente y/o al Manual de Servicio para conocer el

lubricante apropiado y su aplicación. Figura. 12: Aceite

20. SECCIÓN 1 - Servicio & Mantenimiento 11 EXPRESIONES TÉCNICAS

BÁSICAS Electricidad Presión Voltaje es una medida del potencial eléctrico

para con- La presión del aire se da en libras por pulgada cua- ducir una

corriente a través de un circuito. Las unidades drada (PSI). Por ejemplo, se

usa cuando se mide la para medir voltaje son los voltios (V). presión de aire

en una llanta o cuando se mide la rel- ación de presión en un motor.

Corriente es la rata de flujo de electricidad en un circuito. Las unidades

para la medir la corriente son los Velocidad amperios (A). Se usa Kilómetros

por hora (KPH) cuando se mide la Resistencia impide a la corriente pasar a

través de un velocidad. circuito. Las unidades usadas para medir la

resistencia son los ohmios ( ). Velocidad de rotación del motor La velocidad

de rotación de motor se da en revolu- Potencia es la cantidad de corriente y

el voltaje eléc- ciones por minuto (RPM). trico que un componente requiere

para funcionar. Las unidades usadas para la potencia son los vatios (W).

Temperatura Capacidad es la cantidad de energía eléctrica que La

temperatura se da según la escala de Centígrados puede almacenarse en

una batería. Las unidades para (°C) o Fahrenheit (°F) medir la capacidad

son los amperios hora (A.h). La fórmula que relaciona grados Fahrenheit

con los Centígrados (Celsio) es °F = 9 / 5 °C+32 Salida Salida es la potencia

que puede ser lograda por un motor. Actualmente el valor de medida para

esta potencia se da en caballos de fuerza (hp - CV). Un hp es equivalente

a 0.736 kilovatios (kW).

21. SECCIÓN 1 - Servicio & Mantenimiento 12

22. SECCIÓN 2 - Motor 13 SECCIÓN 2 - Motor GENERALIDADES El motor

diesel obtuvo su nombre de su inventor Rudolf Diesel, quien lo patentó en

1892. La idea El desarrollo del motor detrás del nuevo motor era que

pudiera operar con un combustible que fuera más barato que la gaso- El

primer motor de combustión interna útil se patentó en lina. La idea inicial era

un motor que pudiera operar 1875 por dos Alemanes - N. A. Otto y E.

Langen. Era un con combustible sólido, polvo de hulla, pero muy motor de

cuatro tiempos que operaba con gas, que sig- pronto Diesel cambió a usar

combustible líquido nificó que tenía que tener un suministro o una refinería

para operar su motor, un combustible que nosotros cerca para poder operar.

Este motor era usado principal- llamamos ahora combustible diesel. mente

por artesanos y pequeñas industrias. Los motores originales a diesel eran

demasiado Más tarde, el gas fue reemplazado por gasolina, lo que sig-

grandes y complicados para ser útiles en vehículos, nificó que el motor pudo

moverse y ganó un mayor campo y no fue hasta que a comienzos de los

años 20 del de uso. El motor Otto, o motor de combustión interna como siglo

pasado que una pareja de fabricantes Ale- también se conoce, se ha

desarrollado mucho y en nues- manes de camiones instaló un número de

motores tros días se encuentra principalmente en automóviles y un de dos

cilindros. Estos motores tenían una salida de número de camiones de carga

y furgonetas. 30 hp (22 kW). Figura. 1: Motor de cuatro tiempos de Otto y

Langen Figura. 2: Motor Diesel 1892

23. 14 SECCIÓN 2 - Motor TIPOS DIFERENTES DE MOTORES Motor en

línea El tipo más usual de motor es el motor en línea, en el cual los cilindros

se ubican uno detrás del otro en una línea. Este se llama también motor “en

línea” y comúnmente consiste de cuatro o seis cilindros. Figura. 3: Motor en

línea Motor en V Si los cilindros se ubican en dos filas con un ángulo entre

una y otra, el motor se llama motor en V. Este diseño se usa usualmente en

motores muy grandes, desde seis hasta dieciséis cilindros. Figura. 5: Motor

en V

24. SECCIÓN 2 - Motor 15 Motor plano En el motor plano, los cilindros se

colocan horizontalmente opuestos el uno al otro. Esto significa que toman

poco espacio hacia arriba verticalmente. Se usan frecuentemente en

autobuses y se ubican atrás del vehículo. Figura. 5: Motor plano Motor

rotativo En vez de pistones que reciprocan dentro de los cilindros, el motor

rotativo tiene un rotor triangular que gira en un cilindro ovalado. La ventaja

de este tipo de motor es que es más liviano y tiene menos piezas móviles

que los otros tipos de motor. Sin embargo, tiene pro- blemas con respecto al

desgaste y en mantener sellado absoluto entre el rotor y las paredes del

cilindro. En consecuencia, este motor ha sido usado únicamente en algunos

mode- Figura. 6: Motor rotativo los de vehículos.

25. 16 SECCIÓN 2 - Motor FABRICANTES DE MOTORES Hay muchos

fabricantes importantes de motores diesel. Entre ellos Isuzu, Volvo,

Cummins, Caterpillar y Detroit Diesel. Cada uno ofrece varios modelos

diferentes para ajustarse a las necesidades de cualquier aplicación. Figura.

7: VOLVO VE D12 Figura. 9: Caterpillar 3116 Figura. 8: Cummins N14

Figura. 10: Detroit Diesel Serie 60 Figura. 11: Motor Isuzu Figura. 12: Motor

Isuzu

26. SECCIÓN 2 - Motor 17 CÓMO TRABAJA UN MOTOR DIE- SEL

Generalidades En un motor de diesel uno o más pistones realizan un

movimiento reciprocante en cilindros concéntricos. La combustión es

alcanzada por el aire y el combustible que entran en el cilindro y son

comprimidos por el pistón para que el aire alcance una muy alta temperatu-

ra y encienda el combustible. La fuerza lograda por la combustión es

parecida a la ola de presión ocasionada por una explosión que fuerza el

pistón hacia atrás en el cilindro. Ocasionando muchas explosiones, o

combustiones como nosotros las llamamos, uno puede conseguir mucha

potencia de salida de un motor. La velocidad, o RPM, de un motor de diesel

es regulada por la cantidad de combustible que se inyecta en los cilindros.

Como la mezcla de aire y combustible se comprime bajo una presión

sumamente alta, hay grandes demandas sobre la estanqueidad del motor.

La alta presión crea muchos esfuerzos mecánicos dentro del motor. Debido

a la alta relación de compresión la utilización del combustible se aumenta al

máximo. En consecuencia, el motor diesel tiene un valor de rendimiento más

alto que un motor de gasolina. Figura. 11: Combustión Mezcla aire -

combustible Hay diferentes maneras de lograr una combustión en un motor

de combustión. En un motor diesel, el aire se comprime en los cilindros bajo

una presión sumamente alta. Entre mayor sea la presión, más caliente se

tornará el aire a presión. La idea es que el aire llega a estar tan caliente que

el combustible se auto - enciende cuando se inyecta a alta presión en los

cilindros. En motores diesel, el aire y el combustible siempre se inyectan

individualmente. Esto es lo contrario de lo que se hace normalmente en un

motor gasolina donde el aire y el combustible se mezclan en el carburador,

en el múltiple o en los puer- tos de admisión del motor y la mezcla de aire -

combus- Figura. 12: Motor de gasolina (izquierda) - Motor diesel

27. 18 SECCIÓN 2 - Motor tible es encendida por una chispa generada

eléctricamente. Figura. 13: Inyección directa

28. SECCIÓN 2 - Motor 19 Inyección directa Contrario a la pre - cámara o

cámara de remolino, en 3. Carrera de combustión los motores diesel de

inyección directa, el aire y el combustible se mezclan dentro de cilindros. El

pistón se dis- El combustible es encendido por la alta temperatura del eña

para hacer un remolino de aire durante la aire y la presión generada por la

combustión empuja el compresión y lograr el máximo de mezcla con el com-

pistón hacia abajo. En el momento de la combustión, la bustible.

temperatura es de 3992 °F y la presión está sobre los 1450 PSI. Los

motores diesel de inyección directa operan de una manera algo más difícil

pero su rendimiento, es decir, la utilización del combustible, es mejor.

Figura. 16: Carrera de combustión 4. Carrera de escape Inmediatamente

antes de que el pistón alcance su punto de retorno inferior, se abre la

válvula de escape. Cuando nuevamente el pistón se empuja hacia arriba en

el cilindro, los gases de escape se fuerzan fuera a través de la válvula de

escape. Este procedimiento es seguido entonces por una nueva carrera de

admisión y el ciclo se repite. Las carreras del motor Tal como el motor de

gasolina, el motor de diesel puede operar según los Figura. 17: Carretera de

escape principios de dos o cuatro tiempos de carrera. En un motor de dos -

carreras, la combustión tiene lugar cada

29. 20 SECCIÓN 2 - Motor vez que el pistón alcanza la posición del punto

muerto superior (PMS), pero únicamente cada dos tiempos en uno de cuatro

carreras. La mayoría de los motores en automóviles, camiones y autobuses

son de cuatro tiempos. Figura. 18: La tapa de válvulas Figura. 19: Culata de

cilindros

30. SECCIÓN 2 - Motor 21 Las cuatro carreras 1. Carrera de admisión

Cuando el pistón comienza a moverse en dirección descendente, la válvula

de admisión se abre y se induce aire en el cilindro. Si el motor está equipado

con un turbocargador, el aire es forzado dentro del cilindro. Figura. 20:

Empaque de culata Figura. 14: Carrera de admisión 2. Carrera de

compresión El pistón está en su camino ascendente y ambas válvu- las

están cerradas. La presión y la temperatura del aire aumentan. Al final de la

carrera de compresión, la temperatura del aire está por encima de los 1292

°F y la presión por encima de los 399 PSI. El combustible se inyecta

inmediatamente antes de que el pistón alcance su punto más alto. Figura.

15: Carrera de compresión Figura. 21: Bloque de cilindros

31. 22 SECCIÓN 2 - Motor DESCRIPCIÓN DEL BLOQUE DE CILINDROS

Esta sección se concentra en la composición del bloque de cilindros de un

motor en línea y sus diferentes componentes, así como también su

función. Las ilustra- ciones le ayudarán a ubicar las piezas pertinentes. Tapa

de válvulas La tapa de válvulas es una cubierta que impide que suciedad y

polvo entren en el motor. La cubierta tam- bién impide que el aceite que

lubrica el mecanismo de las válvulas salpique fuera. En algunos motores, la

tapa de válvulas cubre todas las válvulas, es una sola. En el caso de las

figuras, consiste de una cubierta ubicada por encima de cada cilindro. La

tapa de válvulas tam- bién provee acceso fácil a los balancines para servicio

y ajuste. Figura 22. Camisa de cilindro Culata de cilindros La culata de

cilindros es el “techo” del bloque de cilindros. Su propósito es sellar el

techo de la cámara de combustión. Dependiendo del tamaño del motor y de

los requerimientos de sello, la culata de cilindros puede tener una variedad

de diseños. Cuando el motor de diesel funciona, una combustión regular

tiene lugar en los cilindros lo que agrega grandes demandas sobre el sello

entre el bloque de cilindros y la culata de cilindros. La energía que se

genera por la combustión desaparecería si no hubiera sello y la salida del

motor se reduciría. Las superficies de contacto en la culata de cilindros y

en el bloque de cilindros deben ser absolutamente planas. La culata de

cilindros se asegura al bloque de cilindros con pernos especiales para

culata. Hay dos ductos de entrada y salida en la culata de cilindros donde se

ubican las válvulas. Hay también ductos fundidos para Figura 23: Pistón

aceite y refrigerante. Figura 23. Piston

32. SECCIÓN 2 - Motor 23 Empaque de culata Por más bien que la culata

de cilindros haya sido maquinada, puede muy raramente mantener estan-

queidad contra las enormes presiones que vienen aso- ciadas con la

combustión. Es por eso que se emplea usualmente un empaque de culata

de acero entre la culata de cilindros y la camisa interior del cilindro. Figura.

24: Pasador de pistón y cojinetes de biela Bloque de cilindros El bloque de

cilindros es el elemento alrededor del cual se construye el motor. Está hecho

de una fundición de aleación especial de hierro, y está fundido en una sola

pieza para permitirle resistir enormes tensiones. En el caso de los motores

4HE1 y 6HE1 de Isuzu se uti- liza un diseño llamado de escalera en el cual

el bloque ha sido separado en dos secciones, un principal y una inferior que

contiene los tornillos de las tapas de bancada y que agrega mayor rigidez al

sistema. Además de los agujeros para los cilindros, contiene ductos

fundidos para el refrigerante y agujeros perforados para permitir que el

aceite de lubricación alcance las piezas móviles del motor. Figura. 25:

Cigüeñal

33. 24 SECCIÓN 2 - Motor Camisa del cilindro Para extender la vida útil del

bloque de cilindros, y para facilitar su reparación, se usan en ocasiones

camisas de cilindro reemplazables. En vez de tener que reemplazar la

totalidad del bloque de cilindros cuando se reacondiciona un motor,

únicamente se reemplazan las camisas de cilindro desgastadas con sus

pistones y sus anillos de pistón. La ilustración muestra un motor con

camisas “húme- das”. Esto significa que la camisa está en el contacto

directo con el refrigerante. Figura. 26: Amortiguador de vibraciones y volante

Pistón El pistón es el fondo móvil de la cámara de combustión. Los diseños

en la cabeza del pistón se realizan para crear un remolino de aire, favorecer

la mezcla con el combustible y lograr mejor combustión. Para impedir que la

compresión que se genera conjuntamente con la combustión pueda escapar

fuera, el pistón está equipado con un número de anillos de sello, los anillos

del pistón. Los anillos superiores, los anillos de com- presión, forman un

sello entre la cámara de combustión y el cárter. El anillo de pistón más bajo,

el anillo de aceite, tiene la tarea de raspar el aceite que se ha salpicado

contra las paredes de la camisa interior del cilindro, prevenir su entrada en

la cámara de combustión y ser quemado. Los anillos de pistón son

fabricados de un material elás- tico que los hace presionar continuamente

contra las paredes de la camisa. Figura. 27: Carcasa del volante y cárter de

aceite

34. SECCIÓN 2 - Motor 25 Biela La biela transfiere la potencia desde el

pistón al cigüeñal, y pivota en ambos extremos. El extremo superior de la

biela está fijo en el pistón con un pasador de pistón y el extremo inferior

sobre el cigüeñal con una tapa del cojinete (casquete). Pasador de pistón y

cojinetes de biela Para reducir rozamiento y desgaste de la biela en los

puntos de unión con el pistón y el cigüeñal hay cojinetes reemplazables

entre las superficies de contacto. Estos cojinetes deslizantes se componen

de un marco de acero revestido con metal babbitt. El babbitt es una mezcla

de cobre y el plomo (bronce al plomo). Es imprescindible que las superficies

de contacto sean lubricadas cuando el motor opera para impedir su

agarrotamiento. Esto es logrado cuando el aceite entra por un agujero en el

cojinete. Al extremo superior de la biela, donde se une con el pistón, el

cojinete consiste de un casquillo (buje) (1), y al extremo inferior donde se

une con el cigüeñal el cojinete consiste de dos mitades (casquetes) (2).

Cigüeñal Cuando el pistón es empujado hacia abajo después de la

combustión, el cigüeñal comienza a girar. De esta manera el cigüeñal

absorbe la potencia colectiva de todos los cilindros. El cigüeñal está

fabricado de acero forjado y tiene una ubicación para cada cilindro, a las que

se fijan adjuntas las bielas. Estas ubicaciones y sus contrapesos deben

estar balanceados con precisión para evitar la vibración del motor. Los

puntos de fijación donde el cigüeñal es soportado por el bloque de cilindros

se llaman casquetes o cojinetes de bancada (1). También en este caso, se

usan cojinetes deslizantes lubricados para reducir rozamiento. Para impedir

que el cigüeñal se desplace de aquí para allá en la dirección longitudinal,

hay dos anillos de tope (arandelas de empuje) (2) sobre cada lado del

Figura. 28: Engranajes de distribución cojinete principal.

35. 26 SECCIÓN 2 - Motor Amortiguador de vibraciones (damper) y Su

extremo superior es redondeado, favoreciendo volante su acoplamiento a la

sección abovedada regulable de la palanca oscilante. De esta forma es

como la El amortiguador de vibraciones (1) se ubica en el palanca oscilante

se mantiene en su lugar. extremo delantero del cigüeñal. Su propósito es

contra- rrestar cualquier oscilación que pueda ocurrir en el Palanca oscilante

(balancín) (4) y resorte de la cigüeñal cuando los pistones reciprocan. Las

oscila- válvula (5) ciones someten al cigüeñal a cargas enormes y sin el La

palanca oscilante, que está montada con amortiguador de vibraciones el

cigüeñal se fatiga y se cojinetes sobre el eje de balancines, empuja las vál-

rompe. La polea (2) está al frente del amortiguador de vulas hacia abajo

cuando estas deben abrir. Los vibraciones. Hay un volante de fundición (3),

al extremo resortes de la válvula se ubican entre el balancín y la trasero del

cigüeñal que, con su peso, tiene un efecto culata de cilindros. Su propósito

es cerrar las válvu- de amortiguación sobre el movimiento rotatorio del las

nuevamente. Cuánto abren las válvulas es deter- cigüeñal. minado por la

altura de los lóbulos sobre el árbol de levas. Alrededor del volante hay una

corona sinfín (4), en la cual engrana el motor de arranque cuando el motor

va El tornillo de ajuste en la parte trasera de la palanca a ser arrancado.

oscilante es para ajustar la holgura de válvulas correcta, (la distancia entre

la palanca oscilante y el extremo de caña de la válvula). Válvulas (6) y guías

de válvula (7) Las válvulas se ubican en la culata de cilindros. Como son

una pieza del techo de la cámara de com- bustión, deben sellar

completamente durante la carrera de operación. Las válvulas son fabricadas

de una aleación especial de acero para tolerar las enormes temperaturas a

las que son sometidas a durante la combustión. Para orientar sus

movimientos en la culata de cilindros, las válvulas resbalan dentro de las

guías de la Carcasa del volante y cárter de aceite válvula. La carcasa del

volante (1) está fija al extremo trasero del bloque de cilindros. Aloja el vol-

ante y permite la fijación de la trans- misión al motor. El cárter de aceite (2)

es el fondo del motor y está fabricado de lámina de Figura. 29: Mecanismo

de válvulas (árbol de levas montado en el bloque)

36. SECCIÓN 2 - Motor 27 Figura. 30: Árbol de levas en la culata metal. El

cárter de aceite es el depósito para el aceite Los componentes restantes,

tales como las palan- que va a lubricar el motor. cas oscilantes, las válvulas

y los resortes de las vál- vulas tienen las mismas funciones que las descritas

anteriormente para el árbol de levas montado en el bloque. Figura. 31:

Culata de cilindros

37. 28 SECCIÓN 2 - Motor Figura. 32: Trayectoria de potencia en el motor

Engranajes de distribución comienza a girar, conduce el árbol de levas (6)

con la ayuda del engranaje de distribución (7). El eje Si el motor va a operar

adecuadamente, son necesarias de levas empuja entonces hacia arriba el

impulsa- ciertas funciones como el enfriamiento, la lubricación, la dor (8) y la

varilla de empuje (9) para que el bal- inyección de combustible, etc. ancín

(10) abra las válvulas de escape (11). Estos sistemas son conducidos por un

número de Los gases de escape de la combustión se evacuan engranajes

ubicados sobre el frente del bloque de cilin- del cilindro a través de la válvula

de escape. Cuando dros. El término colectivo para estos engranajes es el el

pistón está en su carrera hacia abajo nueva- de engranajes de distribución.

En la mayoría de los mente, antes de la próxima carrera operativa, se

motores estos engranajes son helicoidales para reducir cierra la válvula de

escape. El mecanismo de las desgaste y permitir una operación silenciosa.

Los válvulas abre ahora la válvula de admisión y aire engranajes de

distribución son lubricados por el nuevo entra en el cilindro. sistema de

lubricación del motor. Para impedir que el aceite salpique alrededor, los

engranajes de distribu- ción se encajan en una cubierta llamada la tapa de

dis- tribución. Cuando el engranaje del cigüeñal (1) gira, conduce un número

de engranajes con las siguientes funciones:

38. SECCIÓN 2 - Motor 29 El engranaje de reenvío o engranaje loco (2)

transfiere potencia al engranaje del árbol de levas (3). El engranaje del árbol

de levas, por medio del árbol de levas, conduce el mecanismo de válvulas

que abre y cierra las válvulas. El engranaje del compresor (4), que es

conducido por el engranaje del árbol de levas, conduce el compresor, que a

su vez, genera el aire necesario para operar los frenos de aire, etc. El

engranaje de la bomba de inyección (5) conduce la bomba de inyección, que

provee al motor con el combustible en las cantidades correctas. El

engranaje de la bomba de refrigerante, (bomba de agua) (6), que es

conducida por un engranaje de reen- vío (7), conduce la bomba de

refrigerante que bombea el refrigerante alrededor del motor. El engranaje de

la bomba del servo (8) conduce la bomba auxiliar que bombea fluido

hidráulico al mecanismo de dirección. Cuando el conductor gira el vol-

Figura. 33: Lubricación ante, la presión en el mecanismo de dirección

aumenta y el vehículo es mucho más fácil de conducir. Un engranaje de

reenvio (9) conduce la bomba de aceite que bombea el aceite a las piezas

móviles del motor. Figura. 34: aspirador de aceite y bomba

39. 30 SECCIÓN 2 - Motor Mecanismo de válvulas Hay básicamente dos

configuraciones de válvulas y árbol de levas para motores diesel de camión,

las insta- ladas en el bloque de cilindros y el diseño de árbol de levas en la

culata. Debido a las estrictas regulaciones de emisiones, el árbol de levas

en la culata ha resultado el diseño de elección en los últimos tiempos. Árbol

de levas (1) (montado en el bloque) El árbol de levas está montado en el

bloque y encima del cigüeñal. Cuando el cigüeñal gira, conduce al árbol de

levas. En el árbol de levas hay un número de jorobas excéntricas, o lóbulos.

Los lóbulos han sido hechos con precisión para asegurar que levanten el

elevador en el instante correcto. El árbol de levas se monta en el bloque de

cilindros sobre cojinetes lubricados con aceite y es guiado en su extremo

delantero por un anillo de tope. Elevador de válvulas (2) y varilla de empuje

(3) El elevador y la varilla de empuje transmiten el movimiento de árbol de

levas a la palanca oscilante (balan- cín). El extremo inferior del elevador

está fabricado de un material extraordinariamente duro para resistir el

desgaste contra el árbol de levas. Las varillas de empuje son de metal

tubular fuerte y liviano con extremos endurecidos. El extremo inferior de la

varilla de empuje es abovedado para acomodarse sobre el elevador. Figura.

35: Válvula de descarga, enfriador de aceite y filtro de aceite

40. SECCIÓN 2 - Motor 31 Árbol de levas en la culata El diseño de árbol de

levas en la culata presenta el eje de levas en lo alto de la culata de cilindros

sobre muñones con cojinetes. Las palancas oscilantes para los inyectores y

las válvulas de admisión están en contacto directo con los lóbulos del árbol

de levas, elimi- nando por lo tanto la necesidad de elevadores y varillas de

empuje. TRAYECTORIA DE POTENCIA EN EL MOTOR Cuando el motor

de arranque se engrana, gira el cigüeñal y el volante. Un pistón es empujado

hacia Figura. 36: Enfriamiento del pistón

41. 32 SECCIÓN 2 - Motor Figura. 37: Recorrido del lubricante arriba por la

biela y comprime el aire en el cilindro. los cojinetes de bancada (13) y dentro

del cigüe- Inmediatamente antes de que pistón alcance su ñal. El aceite

alcanza los cojinetes de biela (14) a posición superior, la bomba de

inyección inyecta el través de agujeros en el cigüeñal. Después el

combustible en el cilindro y este enciende. Cuando aceite se bombea hacia

arriba, por las bielas y ocurre la combustión en el cilindro (1), la presión

lubrica los pasadores de pistón (15). Algo del aumenta y empuja el pistón (2)

nuevamente hacia aceite de la línea principal va por conductos hasta abajo.

los ejes de balancines(16). Debido a esto, el mecanismo de válvulas

también se lubrican. Antes El movimiento descendente del pistón se

transmite al de alcanzar el turbocargador (17) el aceite pasa a cigüeñal (3)

por medio de la biela (4). Cuando el través del tubo externo (18) que

conecta al bloque cigüeñal comienza a girar, arrastra al volante (5) con- de

cilindros. El turbocargador necesita mucho juntamente con él. aceite ya que

la unidad de turbina opera a La potencia que proviene de la combustión

continúa velocidades sumamente altas, aproximadamente entonces por

medio del tren de accionamiento hasta las 85,000 RPM. ruedas de tracción

del vehículo. Cuando el cigüeñal La bomba de inyección y el compresor de

aire toman su aceite a través de tubos de conducción SISTEMA DE

LUBRICACIÓN de aceite externos. Generalidades Debido a que uno de los

engranajes de distribución (19) está perforado y conectado al sistema de

lubri- El objeto del sistema de lubricación es lubricar las pie- cación, el aceite

se distribuye a los otros engrana- zas móviles del motor (A) con el aceite

para minimizar jes de distribución. el rozamiento y el desgaste. El aceite

retira la carbonilla y otros residuos dejados sobre las paredes del cilindro

después de la combustión (D). También tiene una fun- ción de sellado (C) ya

que la camisa interior del cilindro

42. SECCIÓN 2 - Motor 33 ha sido diseñada de tal suerte que siempre hay

una película delgada de aceite sobre sus paredes. Esto hace más fácil para

los anillos del pistón sellar la cámara de combustión. El aceite también

conduce el calor fuera del interior del motor (B), y a la vez tiene un efecto de

silenciador. Aspirador de aceite (1) Antes de alcanzar la bomba de aceite,

el aceite pasa a través de un aspirador ubicado en el fondo del cárter de

aceite. Desde el aspirador el aceite pasa a través de un conducto de

aspiración a la bomba. Figura. 38: conjunto tanque de combustible Bomba

de aceite (2) La bomba de aceite es una bomba de engranajes conducida

por un engranaje de reenvío en los engranajes de distribución. La bomba se

compone de dos ruedas dentadas que giran en una carcasa de la bomba

estrechamente sellada. Cuando las ruedas dentadas giran, el aceite es

“transferido” entre sus dentaduras y las paredes de la carcasa de la bomba.

Cuando las dentaduras engranan, el aceite es bombeado fuera dentro del

sistema de lubricación. Figura. 39: Bomba de alimentación

43. 34 SECCIÓN 2 - Motor La válvula de descarga o de alivio (1) Hay una

válvula de descarga que impide que la presión de aceite llegue a ser

excesiva a alta velocidad del motor. Cuando la presión alcanza un cierto

valor, la vál- vula abre y el aceite sobrante corre de nuevo hacia el cárter de

aceite. Enfriador de aceite (2) El objeto del enfriador de aceite es, con la

ayuda del aceite del motor, conducir el calor lejos del interior del motor.

Dentro del enfriador de aceite hay un panal que se conecta al circuito de

refrigeración del motor. El aceite circula alrededor del panal y transfiere el

calor al refrigerante. El enfriador de aceite provee alrededor del 10-15% del

calor. Figura. 40: Filtro de combustible Filtro de aceite (3) Una de las tareas

del aceite de lubricación es lavar las impurezas de las superficies de los

puntos de lubri- cación del motor. El aceite se torna sucio y debe lim- piarse

antes de ser devuelto nuevamente a los puntos de lubricación. El aceite es

filtrado de sus impurezas grandes cuando pasa a través del aspirador en la

bomba de aceite. Para conseguir librarlo de las partícu- las pequeñas de

suciedad, el sistema de lubricación está equipado con hasta tres filtros,

dependiendo del tipo de motor. Los filtros de aceite son cartuchos de filtro

reemplazables que contienen inserciones hechas de papel plegado. Todo el

aceite que viene de la bomba pasa a través de los filtros para ser limpiado

antes de entrar nuevamente Figura. 41: Bomba de inyección en el motor. Si

los filtros de aceite llegan a taparse, el aceite sin filtrar pasa por el filtro sin

filtrarse y va directo al motor a través de una válvula de derivación que abre

y permite que el aceite fluya al motor. Esta válvula de derivación (by-pass)

se ubica en el soporte del filtro.

44. SECCIÓN 2 - Motor 35 Enfriamiento del pistón El pistón se torna muy

caliente cuando el motor está operando y, en algunos motores, requiere de

refrigera- ción extra. La refrigeración del pistón se activa cuando la presión

del aceite llega a ser tan alta que la válvula de enfriamiento del pistón en el

bloque de cilindros se abre. El aceite es forzado entonces a través de ductos

perforados en el bloque de cilindros a chorros de los enfriadores de pistón,

uno para cada pistón. El aceite es entonces atomizado en el fondo del

pistón. Recorrido del lubricante Figura. 42: El Gobernador La bomba de

aceite (1), que es conducida por un engranaje de distribución, induce aceite

desde el cárter de aceite (2). El aceite pasa entonces a través de un

aspirador (3) ubicado entre el cárter de aceite y la bomba, y se bombea a la

válvula de descarga (4). El aceite que retorna al cárter de aceite pasa a

través del enfriador de aceite (5) donde se enfría. Cuando el motor es

arrancado, y el aceite está todavía frío, evita el enfriador de aceite por medio

de una válvula de deri- vación (6) para facilitar el calentamiento acelerado

hasta la temperatura normal de funcionamiento. Después de que este aceite

pasa a través del filtro de aceite (7) y si el filtro de aceite se llegara a

atascar, el aceite será derivado del filtro a través de una válvula de

derivación (8). Cuando la presión de aceite alcanza un cierto valor, se

Figura. 43: Limitador de humos abre la válvula de enfriamiento del pistón (9)

y libera lubricante a los enfriadores de pistón (10). Desde el filtro el aceite va

a las líneas principales de aceite (11) que han sido perforadas en toda la

longitud del bloque de cilindros. Desde aquí algo del aceite va por conduc-

tos perforados a los cojinetes del árbol de levas (12), Figura. 44: Tubo de

entrega

45. 36 SECCIÓN 2 - Motor SISTEMA DE COMBUSTIBLE Tanque de

combustible y unidad de entrega El combustible diesel necesario para

operar el motor se almacena en el tanque de combustible, que es fabricado

normalmente de acero o de aluminio. El tamaño del tanque depende del tipo

de operación en que el vehículo va a ser usado. Normalmente, un tanque de

combustible consta de una cubierta, un tubo de recolec- ción de combustible

y un respiradero del tanque. En vehículos equipados con tanques de

combustible dobles, se usa un solo tubo de recolección de combustible y

una sola unidad de medición y envió. El combustible se iguala entre dos

tanques por medio de una manguera de intercambio desde un tanque al

otro. La unidad de envío del tanque de combustible está en el tanque de

combustible y opera el medidor de combustible en el tablero. La unidad de

envío básicamente consiste de una restato y una palanca con un flotador.

Figura. 45: Tobera de inyección La sujeción de la palanca al restato se

diseña como un contacto deslizante y es regulado por el flotador. Un

cable eléctrico conecta la unidad de envío con el medidor de combustible

en el tablero. Cuando el tanque está lleno, la resistencia en el rostato es

pequeña, y el medidor muestra lleno. Inyección de combustible Dos

métodos comunes de inyección de combustible son la inyección unitaria

electrónica y la inyección mecánica. La inyec- ción unitaria electrónica, se

diseñó para cumplir los muy altos niveles de exigencia de las normas

ambientales para motores de hoy. Para cumplir con estos requerimientos,

debe ocurrir una combustión óptima. La com- bustión óptima requiere que

se inyecte la cantidad exacta de combustible en la cámara de combustión

bajo una presión muy alta y en el momento preciso. INYECCION

MECANICA DE COM- BUSTIBLE Bomba de alimentación

46. SECCIÓN 2 - Motor 37 Figura. 47: Sistema de unidad de inyección de

combustible electrónica La bomba de alimentación es conducida por el giro

de la bomba de inyección de combustible y toma combustible desde el

tanque de combustible. Su objetivo es bombear combustible a la bomba de

inyección a una Cebado manual (2) cierta presión. La bomba de

alimentación está también equipada con una bomba de cebado manual que

puede El cebador manual se instala sobre la cabeza del usarse cuando se

ha terminado el combustible en el filtro de combustible y se usa para

bombear el tanque. Porque entonces hay que bombear el nuevo

combustible y purgar el sistema cuando se combustible con la bomba de

cebado manual a la vez requiere (cuando el motor no opera). que se evacua

cualquier aire que haya entrado en el Filtro de combustible (3) sistema de

combustible abriendo el tornillo de venti- lación en el soporte del filtro de

combustible. Este sistema se equipa con un tornillo grande sobre el filtro de

combustible ubicado en el motor. Filtro de combustible El interior del filtro

consiste de un filtro especial de papel corrugado con una alta resistencia al

agua y El combustible debe estar absolutamente limpio antes propiedades

de filtrado óptimas. de entrar en la bomba de inyección. Aún partículas

minúsculas pueden dañar los componentes de la

47. 38 SECCIÓN 2 - Motor bomba de inyección, lo que resultará en

suministro defectuoso de combustible al motor. Esto ocasionará

perturbación en la combustión y opera- ción pobre del motor. Por

consiguiente, el combustible debe pasar a través de dos filtros de

combustible antes de que alcance la bomba de inyección. Estos filtros

contienen cartuchos de papel plegado. El tarro de filtro y el cartucho de filtro

son integrales, y se llaman filtros roscables. Bomba de inyección El

combustible purificado se conduce entonces a la bomba de inyección, que

aparece en dos modelos, una bomba en línea y una bomba de distribuidor

(rotor). La bomba de rotor se usa principalmente en motores pequeños, y

tiene un émbolo único para proveer el bombeo de combustible a los

cilindros. La bomba en línea se usa para motores más grandes. Opera con

un émbolo para cada cilindro del motor, y en consecuencia tiene una

capacidad mucho mayor. Las bombas de inyección son fabricadas con gran

precisión para ser capaces de alimentar combustible en las cantidades

apropiadas y en el momento indicado. Pura y simplemente, cuando el

conductor pisa el pedal del acelerador influye sobre una varilla de control en

la bomba de inyección. La varilla de control gira entonces los émbolos en la

bomba y aumenta las cantidades de combustible que se inyectan en los

cilindros. 1- Parte de bomba, 2 -Parte de inyector, 3 - Alojamiento de la

válvula Figura. 48: Inyector unitario electrónico

48. SECCIÓN 2 - Motor 39 Gobernador En un motor diesel el combustible y

la alimentación de aire son independientes. En consecuencia, la bomba de

inyección está equipada con un regulador que percibe la velocidad del

motor. El propósito del gobernador es regular la cantidad de Desde la

bomba de alimentación, el combustible combustible inyectado en el motor,

limitando así la pasa primero a través del filtro (8) y luego por la velocidad

máxima del motor. galería de combustible de la culata de cilindros (4). La

galería de combustible se diseña para que rodee Una velocidad del motor

excesivamente alta pondrá la pieza de la uni46dad electrónica de inyección

gran esfuerzo sobre las partes componentes del motor, (EUI) (5) donde se

colocan los agujeros de combusti- y las dañará. Si el pedal del acelerador se

mantiene en ble. La válvula de rebose del sistema (6) se coloca cierta

posición, el gobernador suministrará un poco más en la unión de salida de la

galería de combustible. de combustible en las subidas y un poco menos en

las bajadas. Limitador de humos

49. 40 SECCIÓN 2 - Motor El objeto del limitador de humos es regular la

dosis de combustible para que el humo negro del escape per- manezca

dentro de los límites legales. Se engrana cons-tantemente y es regulado por

la presión variante del turbocargador. El riesgo de humo negro es crítico

cuando el motor está muy cargado y a baja velocidad. Filtro de aire En esta

situación, el limitador de humos impide que la El aire requerido por el motor

debe estar libre de bomba de inyección de combustible entregue la can-

polvo, arena y otras partículas. En consecuencia, tidad máxima posible de

combustible. Esto reduce la es importante que el aire se limpie antes de

entrar cantidad de gases no quemados en el escape que en el motor. A

medida que el aire entra en el filtro salen por el tubo de escape en forma del

humo negro. de aire, encuentra un anillo de platina plásticas. Cuando el

motor alcanza una velocidad alta, la combus- Estas platinas rompen el flujo

del aire y ocasionan tión mejora y la emisión de humos se reduce. que

cualquier partícula pesada caiga al fondo de la carcasa. Esta es conocida

como la primera etapa. El aire entonces continúa pasando a través del

elemento desde afuera hacia adentro, filtrando el aire aun más antes de

entrar en el motor. Figura. 50: Entrada de aire con indicador de restricción

50. SECCIÓN 2 - Motor 41 Figura. 51: Otra vista de una entrada de aire con

indicador de restricción El limitador de humos es influenciado por la presión

del turbocargador permitiendo a la bomba de inyección suministrar más

combustible. Algunos vehículos están equipados con un dispositivo de

encendido en frío (QOS) que provee al motor con una cantidad extra de

combustible cuando está arrancando, cuando el motor está frío y es difícil

arrancar. El dispositivo de arranque en frío está en el limitador de humos. En

los motores de Isuzu se cuenta con dispositivos de arranque en frío (QOS:

Quick on start) eléctricos los cuales, por medio de bujías incandescentes,

calientan la carga de aire antes del encendido en frío del motor permitiendo

un encendido más fácil y rápido. Tubo de entrega Los tubos de entrega

desde la bomba de inyección a los inyectores se fabrican de tubo de acero

de alto espesor. Deben tolerar la alta presión y no expandirse, ya que esto

perturbaría la precisión de la inyección. El

51. 42 SECCIÓN 2 - Motor diámetro interior de los tubos se adapta

cabalmente para cada tipo de motor. Inyector o toberas de inyección El

inyector está montado firmemente en la culata de cilindros. Su objetivo es,

bajo gran presión, inyectar combustible atomizado en la cámara de

combustión. El extremo del inyector se proyecta un poco dentro de la

cámara de combustión y absorbe mucho calor. Para ser capaz de conducir

lejos ese calor, el inyector se envaina en un manguito de cobre. Algo del

combustible que se suministra al la boquilla se fuga por la camisa de la

tobera del inyector y la aguja para enfriar un poco y lubricar el inyector. El

combustible sobrante se devuelve entonces al tanque de combustible a

través de la línea de retorno. Figura. 52: Turbocargador Figura. 46:

Trayectoria del combustible diesel TRAYECTORIA DEL COMBUSTIBLE

DIESEL El combustible se saca del tanque de combustible (1) a través del

aspirador del tanque (2) mediante la bomba de alimentación (3). Se bombea

entonces hasta el filtro de combustible (4) y es enviado a la bomba de

inyección (5). El combustible es ahora sometido a alta presión y se bombea

por los tubos de entrega (6) a los inyectores (7). El combustible Figura. 53:

Múltiple de admisión

52. SECCIÓN 2 - Motor 43 sobrante se devuelve al tanque de combustible

por medio de una línea de retorno. Figura. 54: Enfriador de carga de aire

Figura. 55: Pre - calentador Figura. 56: Múltiple de escape

53. 44 SECCIÓN 2 - Motor UNIDAD DE INYECCION ELECTRONICA

Generalidades Hay siete componentes importantes que comprenden el

sistema de la unidad de inyección de combustible elec- trónica. La diferencia

más importante entre los dos tipos de inyección es que con la unidad de

inyección elec- trónica, el combustible se suministra y la inyección real se

controla en la unidad del inyector y no a la bomba de combustible como se

anotó con el sistema mecánico. Bomba de combustible (1) La bomba de

combustible se instala en el motor, y es conducida por un engranaje. El

propósito principal de la bomba es mantener el flujo y la presión correcta a

todos los inyectores electrónicos. Figura. 57: Regulador de presión de

escape (freno de motor) Figura. 58: Tubo de escape y silenciador

54. SECCIÓN 2 - Motor 45 1. Eje de levas 4. Balancín 2. Tapón 5. Válvula

de control 3. Regulador de presión de escape 6. Tubo de aceite Unidad de

control electrónica - ECM (4) Freno de compresión En algunos motores el

ECM tiene dos funciones princi- Durante las carreras de compresión y

combustión del pales. Una que es calentar el combustible antes de motor

(operativas), el freno de compresión controla la entrar en los inyectores. Las

válvulas de inyección se apertura de las válvulas de escape y crea una

sobre ubican al dorso del ECM y a medida que combustible presión en la

cámara de combustión, lo que a la vez fluye a través de los alabes, el calor

producido por el tiene un efecto de frenado sobre el cigüeñal. ECM calienta

el combustible y simultáneamente este enfría el ECM. La función principal

del ECM es recibir El árbol de levas tiene dos lóbulos extras sobre cada

impulsos desde el pedal del acelerador y un número perfil de leva de

escape. La altura de levantamiento de determinado de sensores en el motor,

interpretarlos, y los lóbulos extras es muy baja cuando se compara con los

lóbulos normales de escape. Para permitir que los lóbulos extras abran las

válvulas de escape, los balancines de escape se configuran de una

manera que la holgura de válvulas puede reducirse durante la secuencia

de frenado.

55. 46 SECCIÓN 2 - Motor enviar entonces señales electrónicas a los

inyectores unitarios electrónicos controlando cuándo y cuánto combustible

debe ser inyectado en la cámara de com- bustión. Válvulas de rebose (5) y

de retención (6) La válvula de retención (5) se ubica en el línea de ali-

mentación de combustible desde el tanque de combustible. La función de

esta válvula es impedir que el combustible que es vaciado fuera de las

líneas vuelva al tanque de combustible. La válvula de rebose (6) está

ubicada atrás de la culata y está atornillada en la gale- ría de combustible.

La válvula de rebose mantiene una presión de combustible constante y

uniforme en la gale- ría de combustible en la culata de cilindros. Esta

presión asegura que los inyectores están constante- mente llenos con

combustible. Inyectores unitarios electrónicos (7) Un motor tiene

normalmente cuatro o seis inyectores unitarios electrónicos (EUI), uno para

cada cilindro. Cada inyector electrónico es una combinación de bomba de

inyección e inyector pero opera a una presión mucho más alta que un

inyector normal. La Figura. 60: Interruptores del freno de motor fuerza de

compresión del EUI se transfiere por medio de un balancín desde un lóbulo

en el árbol de levas en la culata como se describió anteriormente. El inyec-

tor unitario consiste de tres piezas importantes: • La parte de bomba que

consiste de un cilindro y un émbolo, equivalente al elemento de bombeo en

la bomba de inyección. Esta porción provee la fuerza mecánica para la

boquilla de rocío. • La parte de inyector, con un cuerpo de tobera, resorte y

aguja de tobera. La porción de inyector realmente forma la inyección de

combustible en la cámara de combustión. • El alojamiento de la válvula, con

una válvula de inyección de combustible controlada electromag-

néticamente. El alojamiento de la válvula recibe las señales del ECM que

controla la sincronización del combustible inyectado en la cámara Figura.

49: Esquema del flujo de combustible Flujo de combustible La bomba de

alimentación (1) se monta sobre el plato del engranaje de distribución y es

conducida por medio de un rebaje en el eje de la bomba desde los

engranajes de distribución del motor. La bomba de ali- mentación recoge el

combustible del tanque de com-

56. SECCIÓN 2 - Motor 47 Figura. 61: Trayectoria del aire bustible (7) a

través de la unidad de control Después de la combustión el aire en forma de

gases de electrónica del sistema de combustible (ECM) (2). El escape, se

mueve a través del múltiple de escape (6) combustible de retorno desde la

culata de cilindros tam- al turbo (3), donde acelera el rotor de la turbina. bién

se encamina por la bomba de alimentación. Una Después de dejar el

turbocargador, continúa al regula- línea de purga (3) pasa desde el dorso de

la bomba de dor de presión de escape (7), antes de alcanzar el alimentación

al tanque de combustible, y está diseñada silenciador (8). De allí los gases

de escape se emiten para proveer la purga continua del sistema. a la

atmósfera. ADMISIÓN DE AIRE Y SISTEMA DE ESCAPE

57. 48 SECCIÓN 2 - Motor ADMISIÓN DE AIRE El aire requerido para la

combustión se induce a través Radiador del sistema de admisión de aire. El

sistema de conductos de entrada de aire variará dependiendo del tipo de

El radiador reduce la temperatura del refrigerante que carrocería de cada

vehículo. El aire entra a través de deja el motor en 40 °F. El radiador

consiste de dos una persiana al frente del vehículo o por una rejilla en la

depósitos conectados por el panal del radiador. parte superior de la cabina y

pasa por un conducto Después de dejar el motor, el refrigerante entra en

hasta el filtro de aire. tanque de refrigerante caliente normalmente arriba o al

lado derecho del radiador. De allí el líquido se distribuye a través del panal,

que consiste de una multitud de tubos estrechos a través de los cuales

pasa el aire. En el lado exterior del panal hay aletas que aumentan la

superficie de contacto con la corriente de aire, y así, el efecto de

enfriamiento se mejora. Después de que el refrigerante se ha enfriado en el

panal, se recoge en el tanque inferior o de la izquierda, desde donde es

sacado por la bomba de refrigerante hacia el motor. Figura. 62: Circuito de

refrigeración

58. SECCIÓN 2 - Motor 49 Indicador de restricción de aire Si el filtro se

tapona por el mugre, el aire tendrá dificul- tad para pasar a través, esto

significa que faltará oxí- geno cuando ocurra la combustión en el motor.

Para controlar la condición del filtro de aire, se usa un indicador de

restricción de aire. Este indicador mide el vacío en el tubo entre el filtro de

aire y el motor. Los dos tipos más comunes de indicadores de restricción

son el de tipo de pistón, que se monta normalmente sobre el panel

cortafuegos; y, el de tipo de dial, que se instala en el panel de instrumentos.

Figura. 63: Bomba de refrigerante - termostato cerrado Figura. 64: Bomba

de refrigerante - termostato abierto

59. 50 SECCIÓN 2 - Motor Turbocargador El turbocargador empuja más aire

en los cilindros del que podría ser inducido por los pistones. Entre más aire

pueda forzarse en los cilindros, mayor la cantidad de combustible que puede

ser quemada. En consecuencia, la salida de potencia del motor puede

aumentarse sin aumentar su desplazamiento. Como usted puede ver en la

ilustración, el turbo es conducido por el flujo de los gases de escape. El

beneficio de un turbo cargador de este tipo es que no se necesita nin- guna

potencia extra del motor para operarlo. Los gases de escape conducen un

rotor de turbina, que alcanza una muy alta velocidad. Al otro extremo del eje

que sostiene el rotor de la turbina está el rotor de un compresor. Cuando el

rotor del compresor acelera, fuerza aire dentro de los cilindros y logra una

sobre presión. La combustión de un motor turbocargado es más eficiente

que la de un motor de aspiración natural, haciendo su operación más

económica. Esta combustión más eficiente también provee gases de escape

más limpios y así reduce la contaminación. El turbo también sirve como un

silenciador extra tanto en el lado de la admisión como en el de escape, y

reduce apreciablemente el nivel de ruido del motor. Figura. 65: Ventiladores

de refrigeración Múltiple de admisión El aire que va a los diversos cilindros

se distribuye desde el múltiple de admisión. El múltiple está fabricado de

fundición de aluminio y se ha diseñado para presentar la menor resistencia

posible al aire. Figura. 66: Tanque auxiliar y sonda de bajo nivel

60. SECCIÓN 2 - Motor 51 1. Manguera de ventilación del radiador 2.

Manguera de ventilación del motor 3. Manguera superior del radiador (Salida

del motor) 4. Manguera inferior del radiador (Entrada al motor) 5.

Alojamiento del termostato 6. Línea de suministro del calefactor 7. Línea de

retorno del calefactor 8. Válvula de control de calefactor 9. Panal del

calefactor 10. Tanque de expansión 11. Sensor de bajo nivel de refrigerante

12. Colector de agua 13. Línea de relleno estático 14. Línea de desviación

del motor (by-pass) 15. Bomba de agua 16. Radiador Enfriador de carga de

aire (enfriador intermedio - aftercooler) Cuando el aire pasa a través del

turbocargador, se comprime y se torna más caliente. El aire calentado Es

aquí también que las burbujas de aire que se contiene menos oxígeno por

unidad de volumen. Esto han formado en el refrigerante se ventilan hacia

contradice el principio de inyectar tanto oxígeno en la afuera. Algo del

refrigerante caliente se conduce cámara de combustión como sea posible.

En con- hasta un calefactor (9) que calienta la cabina. El secuencia, el aire

tiene que pasar a través de un enfria- refrigerante se usa también para

enfriar el aceite dor especial, que se ubica al frente del radiador de del

motor. refrigerante normal. Cuando la temperatura del aire se reduce, una

vez más contiene su cantidad normal de oxígeno. Esto provee un aumento

en la salida del motor de cerca del 10-15%. El sistema que enfría el aire y

aumenta la salida del motor de esta manera se llama pos enfriador.

61. 52 SECCIÓN 2 - Motor Precalentador de arranque Cuando se pone el

motor en funcionamiento en tiempo frío, antes de que alcance su

temperatura de funcionamiento, el aire que entra en los cilindros está

demasiado frío. La combustión será entonces incompleta, y el motor

emitirá mucho humo negro. Para evitar esto, hay precalentadores de

arranque que se adaptan en el Otra manera de aumentar la velocidad del

motor colector de admisión o se usan bujías incandescentes es con el

acelerador de mano (2), que se controladas por sensores de temperatura o

por tempori- conecta a la bomba de combustible con un zadores. cable. Con

la ayuda del acelerador de mano el El elemento calentador alcanza una

temperatura de motor puede fijarse a una velocidad deseada. 1292 °F y

calienta el aire de entrada, haciendo que la Esta unidad puede usarse, por

ejemplo, cuando combustión sea completa. el vehículo se equipa con un

PTO que requiere que el motor opere a diversas velocidades.

62. SECCIÓN 2 - Motor 53 Múltiple de escape de gobernador centrífugo en

la bomba de inyección con un actuador electromagnético. Este actuador es

contro- Después de la combustión en los cilindros, los gases de lado por una

unidad de control electrónica (ECM) escape se fuerzan fuera hacia el

colector de escape. Ya ubicada normalmente bajo el panel de instrumentos.

que los gases tienen una temperatura muy alta cuando dejan el cilindro, el

colector de escape se fabrica de un El ECM recibe e interpreta información

electrónica material resistente al calor. De aquí los gases de sobre la

condición de operación del vehículo desde los escape fluyen a través del

colector de unión al turbo diversos sensores y contactos ubicados a lo largo

del cargador. vehículo. Esta información se usa entonces para regu-

Regulador de presión de escape (freno de lar el flujo de combustible desde

la bomba de combustible. motor) Antes de alcanzar su temperatura de

funcionamiento, o cuando opera a una baja velocidad, la combustión es

incompleta, y el motor emite gases de escape no proce- sados. Dejando

pasar los gases de escape a través de un regulador de presión de escape,

la emisión de gases de escape no quemados puede reducirse. El regulador

de presión de escape se fija al alojamiento de la turbina del turbocargador.

Cuando se engancha, es influido por un pistón neumático (1) que, por medio

de una placa (2), impide que los gases de escape alcancen el tubo de

escape. Esto crea una contrapresión en el motor que, a su vez, acelera el

calentamiento del motor. Esto permite una com- bustión más eficiente, y

reduce la emisión de partículas no quemadas. El regulador de presión de

escape se puede usar también como un freno de motor cuando se con-

duce en bajada. Este es engranado por un interruptor de freno de motor en

la cabina y cierra la emisión de gases de escape del motor. El motor frena y

la velocidad del vehículo puede reducirse sin tener que utilizar los frenos de

servicio. Tubo de escape (A) Los tubos de escape se fabrican de lámina de

metal grueso y tienen curvas amplias para facilitar el flujo de la emisión 1.

Sensor de velocidad del vehículo de gases. 6. Pedal de embrague 11.

Presión de la carga de aire 2. Interruptor de control de crucero (CC) 7. 12V,

Suministro de potencia principal (TEC) 12. Regulador electrónico

(gobernador) Silenciador (B) 3. Freno motor / crucero 8. Unidad de control

(ECM) del EDC 13. Sensor de velocidad del motor 4. Pedal de acelerador 9.

Temperatura refrigerante 14. Válvula de corte de combustible (solenoide) 5.

silenciador ElPedal de freno debe producir muy poca resistenciade la carga

de aire 10. Temperatura al 15. Velocidad del motor (auxiliar) flujo, y está

disponible en un número grande de mode- Figura. 69: Componentes del

EDC

63. 54 SECCIÓN 2 - Motor los. El silenciador de absorción modera el ruido

con una capa gruesa de fibra sintética alrededor de un tubo agujereado.

Otro tipo es el silenciador de deflectores, en el que el escape pasa a través

de un laberinto de deflectores.

64. SECCIÓN 2 - Motor 55 Figura. 59: El freno de motor Freno de motor El

freno de motor consiste de dos sistemas diferentes, el regulador de presión

de escape (freno de motor), como se describió anteriormente, y el freno de

compresión.

65. SECCIÓN 2 - Motor 56 Sistema de control El freno de motor se conecta

al pedal del acelerador y se activa cuando el pedal se suelta

completamente, según la selección hecha con los interruptores en el tablero

de instrumentos. Hay dos interruptores dobles de posición: 1. ENCENDIDO /

APAGADO 2. Hl ( freno de compresión y freno motor simultáneos) / LO

(freno motor únicamente)

66. SECCIÓN 2 - Motor 57 LA TRAYECTORIA DEL AIRE El aire se induce

a través de la entrada del aire (1) y pasa por el filtro de aire (2). Aquí el aire

es purificado antes de que entre en el turbocargador (3). Desde el turbo

continúa al enfriador intermedio (4). Cuando alcanza el múltiple de admisión

(5) el aire se distribuye a los cilindros.

67. SECCIÓN 2 - Motor 58 CIRCUITO DE REFRIGERACION Generalidades

Una gran cantidad de energía desarrollada por la combustión se convierte

en calor. Algo de este calor debe ser conducido lejos del motor, de otra

manera el motor se recalentará. Esto es hecho por el sistema de

refrigeración que conduce el calor sobrante que de otro modo dañaría el

motor y el aceite lubricante. En general hay dos procedimientos de

refrigeración del motor, o con aire o con líquido. Los motores Diesel se

enfrían comúnmente con líquido. El líquido refrigerante comúnmente

consiste de agua con un aditivo para impedir el congelamiento y la corrosión

en el motor y el circuito de refrigeración.

68. SECCIÓN 2 - Motor 59 Bomba de refrigerante (1) La bomba de

refrigerante es conducida o por correas desde el frente del cigüeñal o, como

en la ilustración, por uno de los engranajes de distribución. La bomba

consiste de una carcasa en forma espiral en la que se coloca un rodete.

Cuando el rodete, que está fijo sobre el eje de impulsión, comienza a girar,

la bomba toma refrigerante desde el radiador. El refrigerante entra en la

bomba por el centro del rodete y entonces, con la ayuda de la fuerza

centrifuga, se prensa contra las paredes de la bomba, donde se sitúa la

salida. Las bombas de este tipo se llaman bombas centríf- ugas. Termostato

(2) Cuando el refrigerante deja la bomba de refrigerante y circula en el motor

ha sido calentado más de 40 - 45 °F antes que vuelva al radiador. En

algunos puntos del motor la temperatura apenas se afecta, pero en la

vecindad de las cámaras de combustión alcanza rápidamente el punto de

ebullición. Si el motor está funcionando adecuadamente debería tener una

temperatura de funcionamiento de alrededor de 195 °F. Para ser capaz de

mantener esta temperatura relativamente constante en el motor, el

refrigerante se hace fluir por uno o más termostatos, que se ubican al frente

del bloque de cilindros. Los termostatos sienten la temperatura del

refrigerante y permiten el paso de una mayor o menor cantidad al radiador.

Si el refrigerante está frío, el termostato mantiene la entrada al radiador

completamente cerrada y el refrigerante retorna al motor por una línea de

desviación. A medida que la temperatura aumenta el pasaje al radiador se

abre gradualmente.

69. SECCIÓN 2 - Motor 60 Ventilador de refrigeración Bajo ciertas

condiciones el flujo de aire producido por el movimiento del vehículo no es

suficiente para enfriar el refrigerante. Por eso es que un ventilador de

refrigeración ubicado detrás del radiador. Normalmente el ventilador es

conducido por correas desde una polea del cigüeñal. Destacaremos tres

tipos de estructuras de ventilador. El ventilador fijo (1) es la más

frecuentemente usada en zonas más cálidas, está engranado todo el tiempo

que el motor funciona. En zonas donde el ventilador solo debe ser

enganchado por algún tiempo, se usan el ventilador controlado termostáti-

camente (2) y/o una combinación de ventilador fijo y un ventilador con

embrague operado por aire (3). El ventilador controlado termostáticamente

siente la temperatura ambiente detrás del radiador y se engrana cuando la

temperatura es demasiado alta. La combinación del ventilador fijo y un

ventilador con embrague operado por aire es controlado por la temperatura

del refrigerante. Hay una válvula de control de temperatura montada en la

camisa de agua del motor. Cuando el refrigerante alcanza una cierta

temperatura, la válvula abre, permitiendo que presión de aire engrane el

embrague que gira el ventilador. Las dos ventajas principales del sistema de

ventilador que no está engranado continuamente son que el motor es más

silencioso mientras el ventilador no funciona y que como promedio, toma

aproximadamente doce caballos de fuerza girar el ventilador, dependiendo

de su tamaño y material. Tanque auxiliar y sonda de bajo nivel de

refrigerante Cuando el refrigerante se calienta se expande. Para impedir que

las mangueras entre el motor y el radiador se revi- enten, el exceso

expandido se transfiere al tanque auxiliar. Este se ubica en el lugar más alto

del sistema de refrig- eración y se fabrica comúnmente de plástico

transparente, haciendo fácil ver si el nivel de refrigerante cae por debajo del

nivel normal marcado. Cuando el motor está funcionando, se forman

burbujas de aire en el refrigerante. Estas burbujas perturban la circu- lación

del refrigerante y aumentan el riesgo de co-rrosión en el motor y el radiador.

Cuando el refrigerante es forzado en el tanque auxiliar, las burbujas que lo

acompañan escapan. La sonda de bajo nivel de refrigerante (2) está fija al

tanque auxiliar. Cuando el nivel de refrigerante baja demasiado, la sonda

transmite una señal a la lámpara de advertencia en el tablero de

instrumentos que entonces ilumina. Figura. 67: Trayectoria del refrigerante

TRAYECTORIA DEL REFRIGERANTE La bomba de refrigerante (15)

bombea el refrigerante al interior del motor. Cuando el motor se ha

calentado hasta por encima de 195 °F los termostatos (5) se abren y dejan

pasar el refrigerante. El refrigerante caliente pasa entonces a través del

radiador (16) donde se enfría entre 40 - 45 °F. Después de dejar el radiador

el refrigerante es aspirado otra vez por la bomba de refrigerante. Cuando el

refrigerante se calienta se expande y para asegurar que hay espacio

suficiente en el sistema de refrigeración, exceso se dirige al tanque auxiliar o

de recuperación (10).

70. SECCIÓN 2 - Motor 61 Figura. 68: Acelerador y control de parada

CONTROLES DEL MOTOR EN LA CABINA Acelerador y control de parada

Para poner el motor en funcionamiento el conductor gira la llave en el

interruptor de arranque. Cuando el motor de arranque hace girar el volante

en el motor, la compresión en los cilindros se incrementa, empieza la

inyección de combustible y el motor arranca. Pisando el pedal del acelerador

(1) el conductor aumenta el suministro de combustible a los inyectores, y el

motor aumenta la velocidad y se torna más potente. CONTROL

ELECTRONICO DEL MOTOR Muchos de los motores diesel de camiones

en la actualidad son controlados electrónicamente, más bien que por medios

mecánicos. Cada fabricante de motores tiene un nombre específico para su

sistema de control. ISUZU tiene el sistema HEUI, VOLVO TD 122 y TD 123

usa el nombre EDC (Controla Electrónico Diesel), el VOLVO VE D12 usa el

sistema VECTRO, mientras Cummins tiene el sistema CELECT, Caterpillar

el PEEC y Detroit Diesel usa usa el DDEC. El sistema de Control Electrónico

Diesel (EDC) (mostrado abajo) regula la cantidad de suministro de

combustible al motor reemplazando el sistema mecánico

71. SECCIÓN 2 - Motor 62

72. SECCIÓN 3 - Electricidad 55 SECCIÓN 3 - Electricidad Figura. 1:

Suministro de potencia y sistema de arranque GENERALIDADES El sistema

eléctrico en un vehículo se divide en un • El sistema de alambrados conduce

la corri- número de sub - sistemas: el suministro de potencia, el ente desde

su fuente hasta los componentes arranque, los alambrados, la iluminación,

los instrumen- eléctricos. Consta de cables, fusibles, interrup- tos y otros

equipos. Cada uno de estos sistemas con- tores y relés. siste de un número

de componentes usados para diferentes propósitos. • La instrumentación

mantiene al conductor informado de la condición predominante del • El

sistema de suministro de potencia propor- vehículo. Esta información es

suministrada por ciona a los diversos consumidores con la potencia.

medidores, lámparas de control y señales de El sistema consta de un

alternador, la batería y el advertencia acústicas. relé de carga. • Otros

equipos consisten de componentes que • El sistema de arranque consiste

del motor de no están incluidos en los sistemas anterior- arranque y la

batería. Su propósito es convertir mente mencionados, tales como

limpiaparabri- energía eléctrica en operación mecánica para girar sas,

bocina y espejos retrovisores el volante y el cigüeñal. eléctricamente

calentados. • El sistema de iluminación incluye las lámparas principales y

lámparas de diferentes tipos. La com- posición del equipo de iluminación es

dictada por las regulaciones vigentes del país donde opera.

73. 56 SECCIÓN 3 - Electricidad POTENCIA Y SISTEMA DE ARRANQUE

Alternador, generalidades El alternador, que es conducido por el motor,

convierte la operación mecánica en energía eléctrica. La energía eléctrica se

usa para cargar las baterías y suministrar energía a los diversos

componentes del vehículo. La corriente alterna (CA) en el alternador es

generada por un campo magnético que gira (rotor) induciendo corriente en

una bobina estacionaria (estator). La corriente alterna inducida se convierte

a corriente directa con la ayuda de un rectificador para permitir su uso en el

sistema eléctrico del vehículo. Figura. 2: El alternador (CA) Composición de

un alternador El alternador está contenido en una carcasa de dos mitades

llamadas cápsulas de rodamientos. Hay un rodamiento en cada cápsula de

rodamiento en que el rotor (1) está soportado. El rodamiento en la cápsula

delantera de rodamiento (2) se llama el rodamiento impulsor (3). El otro

rodamiento se llama el rodamiento de anillo arrastrado (4) y se ubica en la

cápsula de rodamiento trasero (5). Los diodos recti- ficadores (6) se ubican

en la cápsula de rodamiento trasera y la placa de enfriamiento (7). La

corriente magnética al rotor se conduce por medio de las esco- billas de

carbón (8) y los anillos de arrastre (9). La corriente de carga desde el

devanando del estator (10) pasa a través de la conexión (11) a los consumi-

dores y a las baterías. Una polea (12) y un ventilador de refrigeración (13)

para conducir y enfriar el alternador están fijos a su extremo delantero.

Figura. 3: Composición de alternador

74. SECCIÓN 3 - Electricidad 57 Operación de un alternador En general, un

alternador consiste de tres unidades, el rotor (1), el estator (2), y el

rectificador (3), que gene- ran y rectifican la corriente en el alternador. El

rotor, la unidad móvil, se compone de polos magnéti- cos, un núcleo

magnético, arrollamientos magnetizados y anillos de arrastre. El estator, que

se ubica entre las cápsulas de rodamiento, está compuesto por tres deva-

nados de estator, que están aislados del estator. El rectificador se

compone de un número de diodos que convierten la corriente alterna,

generada en el estator, en corriente directa. Cuando el motor arranca y el

rotor comienza a girar, el campo magnético del rotor se mueve para que

pase entre los arrollamientos del estator. Así, se genera la corriente alterna

en los arrollamientos del estator. Como los diversos consumidores en el

vehículo pueden operar únicamente con corriente directa, la corriente

alterna generada en el estator debe rectificarse con la ayuda de los diodos

del rectificador. La corriente entonces fluye desde el rectificador a los

consumidores (5) y la batería (6). Figura. 4: Operación de alterandor

75. 58 SECCIÓN 3 - Electricidad Batería La batería es el depósito de

almacenamiento del sistema eléctrico. Cuando el motor opera y el alternador

carga, se generada más corriente que la que se usa en el vehículo. La

corriente sobrante se transfiere a la batería manteniéndola totalmente

cargada. La corriente sobrante se regula con la ayuda del regulador de ten-

sión. El recipiente de la batería (1) está hecho de plástico o caucho duro. El

recipiente se divide en un número de vasos. Conectando los lados positivos

de estos vasos con los lados negativos da un voltaje más alto. La batería

tiene seis vasos (2) y cada vaso suministra dos voltios. Cada vaso contiene

un número de placas de óxido de plomo (3) permaneciendo en orden

gracias a un espa- ciador aislante (4) entre ellos. La batería se llena con una

mezcla de agua destilada y ácido sulfúrico. La reacción química que se

presenta entre el óxido de plomo y el ácido sulfúrico hace posible almacenar

carga eléctrica. La batería tiene dos terminales de polo (5), uno positivo y

el otro negativo, a los que se conectan los cables. El terminal positivo es

ligeramente más grande que el negativo, y se marca comúnmente con un

color rojo o un signo más (+). El terminal negativo se marca común- mente

con una marca azul o un signo menos (-). Figura. 5: Batería SISTEMA DE

ARRANQUE Motor de arranque El motor de arranque es un motor eléctrico

poderoso que convierte energía eléctrica en operación mecánica. Gira el

volante y el cigüeñal para hacer arrancar el motor. Cuando el motor arranca,

el motor de arranque es desengranado automáticamente. Figura. 6: Motor

de arranque

76. SECCIÓN 4 - Tren de propulsión 59 SECCIÓN 4 - Tren de propulsión

GENERALIDADES La expresión tren de propulsión cubre el embrague, la El

eje de impulsión (4) transmite la potencia desde transmisión, el eje de

impulsión (cardán) y el eje tra- la transmisión al eje trasero. sero. Estos

componentes transmiten la potencia del El eje trasero (5) dobla la dirección

de la potencia motor a las ruedas de impulso. 90° por medio de engranajes

helicoidales y lo El propósito del embrague (2) es desenganchar la entrega a

las ruedas de impulso. Se usan diferentes potencia del motor (1) del resto

del tren de propulsión. relaciones de eje trasero para adaptar los vehículos

Desenganchar el motor le da al conductor la capacidad a sus diferentes

condiciones de operación. de poner el motor en funcionamiento y detener el

La reducción de cubo (opcional) (6) hace una vehículo con el tren de

propulsión desengranado. reducción adicional en la potencia de las ruedas

de La transmisión (3) hace las conversiones necesarias a impulso para

reducir tensiones en resto del tren de la potencia impulsora transmitida

desde el motor a las propulsión. ruedas de impulso con la ayuda de diversas

relaciones Grandes demandas son puestas sobre los compo- de cambio,

que van desde la marcha de primera o baja nentes del tren de propulsión ya

que ellos suminis- (que proporciona un gran esfuerzo de tracción y baja tran

al vehículo con gran potencia de arranque y velocidad) a la marcha directa o

aún sobremarcha (que con velocidad alta. Por lo tanto, es imperioso que

proporciona bajo esfuerzo de tracción y alta velocidad). ellos se acoplen

unos con otros perfectamente. Figura. 1: Tren de potencia

77. 60 SECCIÓN 4 - Tren de propulsión EMBRAGUE Generalidades El

propósito del tren de propulsión es transmitir potencia desde el motor a las

ruedas de impulso. Sin embargo, a veces el motor debe funcionar sin que

las ruedas de impulso sean afectadas. Por ejemplo, cuando el vehículo tiene

que ser detenido o arrancado en un semáforo, o cuando el conductor tiene

que cam- biar de marchas. En tales casos, el tren de propulsión tiene que

ser desenganchado del motor. El desembrague entre el motor es alcanzado

con el embrague, y se llama desembragado. Figura. 2: Embrague

78. SECCIÓN 4 - Tren de propulsión 61 EMBRAGUE MECANICO

Generalidades El embrague mecánico consiste de un disco de presión que

prensa un disco contra el volante. Existen embragues de discos sencillos y

de discos dobles. Cuando el embrague tiene dos discos (un embrague de

discos dobles), hay una placa intermedia (4) adaptada entre los discos.

Normalmente el rodamiento de liberación es parte del conjunto del plato de

presión en el embrague de discos dobles. Este diseño se llama

frecuentemente embrague “de tracción” porque la horquilla de liberación tira

del rodamiento de liberación para desenganchar el embrague. El conjunto

de disco de embrague sencillo es típica- mente del tipo de “empuje”, que

significa que el rodamiento de liberación empuja contra el plato de Figura. 3:

Discos dobles típicos (embrague presión (1). Comúnmente, para

desenganchar el tipo tracción) embrague con el embrague de tipo de

empuje, el rodamiento de liberación no es parte del conjunto del plato de

presión como en el tipo de tracción. Plato de presión (prensa) Cuando el

vehículo está moviéndose los discos (2) están prensados estrechamente

contra el volante (3) mediante el plato de presión (1). El plato de presión,

que es un fuerte anillo de acero, consigue su presión contra los discos ya

sea con resortes helicoidales o con resortes de diafragma. Cuando el pedal

de embrague se pisa el rodamiento de liberación libera la presión del resorte

en el plato de presión. El disco es entonces desenganchado. En

consecuencia, la transmisión no recibe más potencia del motor y el flujo de

potencia se detiene. Los discos Figura. 4: Disco sencillo típico (embrague

tipo El disco consiste de una placa de acero elástico con empuje) cubiertas

de material de fricción orgánico o cerámico en ambas caras. El disco

transmite la potencia de impulso del motor a la transmisión con la ayuda del

rozamiento. Los forros se fabrican de un material resistente a la temperatura

para asegurar que puedan resistir la alta temperatura que se genera durante

el uso. En el centro del disco hay un agujero con estrías a través del cual

pasa el eje primario o eje de entrada de la transmisión. Hay un número de

resortes alrededor del centro del disco que moderan las vibraciones en el

tren de accionamiento. Cuando el disco gira, gira el eje primario de

transmisión transmitiendo así potencia a la transmisión. Figura. 5: Discos

engranados - Discos desengra- nados (embrague tipo tracción)

79. 62 SECCIÓN 4 - Tren de propulsión VARILLAJE DE EMBRAGUE Los

tipos más comunes de sistemas de liberación del embrague son el de

liberación mecánica, el que tiene ayuda hidráulica y el ayudado por aire.

OPERACIÓN DEL EMBRAGUE AYUDADO POR AIRE Pedal de embrague

y cilindro maestro El desembrague se realiza con el pedal de embrague (1).

Cuando el pedal de embrague se pisa, una varilla de empuje actúa sobre un

cilindro hidráulico, el cilindro maestro (2), que está lleno del fluido hidráulico.

El fluido hidráulico llega desde un depósito (A) ubicado arriba del pedal de

embrague. La varilla de empuje influye sobre un pistón, que está ubicado

abajo del cilindro y aumenta la presión hidráu- lica. Esta presión se transmite

entonces a través de un tubo de acero y una manguera blindada al servo de

embrague (3) (cilindro esclavo). Figura. 6: Pedal de embrague en posición

neutra Servo de embrague El servo de embrague, que se ubica

generalmente en el exterior de la transmisión, convierte la presión prove-

niente del cilindro maestro en movimiento mecánico. Esta conversión tiene

lugar cuando la presión hidráulica del cilindro maestro alcanza el vástago del

émbolo y una válvula de control (4) en el servo de embrague. Cuando la

válvula de guía es comprimida por la presión hidráulica, abre un pasaje de

aire comprimido para desplazar al servo de embrague. El aire a presión

fuerza un pistón (5), que está fijo al vástago del émbolo, hacia adelante

tomando el vástago del émbolo con él, y transmite el movimiento a una

palanca (6). Figura. 7: Pedal de embrague oprimido

80. SECCIÓN 4 - Tren de propulsión 63 Figura. 8: Varillaje de embrague

Liberación mecánica del embrague El desembrague se realiza empujando el

pedal de La palanca de relevo está montada al panel paralla- embrague (1),

que está pivotado debajo del panel de mas con un soporte de relevo (4). El

movimiento instrumentos y se extiende a través del panel paralla- se

transfiere desde la palanca de relevo a través de mas. El conjunto de la

varilla vertical (2) se conecta a la biela horizontal (5) a la palanca de

liberación un extremo del pedal y a la palanca de relevo (3). del embrague

(6). Cuando se mueve la palanca de liberación, transfiere el movimiento a

través de los ejes de la horquilla de liberación (7), y a la horquilla de

liberación (8) que hace contacto con el rodamiento de liberación del

embrague.

81. 64 SECCIÓN 4 - Tren de propulsión CARCASA DEL EMBRAGUE La

carcasa del embrague, que está junto a la carcasa del volante, contiene el

embrague e incluye la sección delantera de la transmisión. Figura. 9:

Carcasa del embrague PALANCA Y EJE DE LIBERACIÓN El movimiento

del embrague se transmite desde la palanca (1) al eje de liberación (2).

HORQUILLA Y RODAMIENTO DE LIBERACION Figura. 10: Palanca y eje

de liberación La horquilla de liberación (1) mantiene al rodamiento de

liberación (2) en su lugar con la ayuda de dos uñas que deslizan en una

ranura en la tapa del rodamiento de liberación. El rodamiento de liberación

es un rodamiento de rodillos. Su sección interior gira siempre con el plato

de presión mientras su sección exterior, que está en contacto con la

horquilla de liberación, no se mueve. En un embrague de tipo de tracción el

plato es li- berado cuando el rodamiento liberación tira de un número de

resortes de diafragma con él. Para desenganchar el plato en un embrague

de empuje, el rodamiento de liberación presiona contra el resorte helicoidal

o la palanca de embrague se presiona sobre el disco de presión cuando se

pisa el pedal de embrague. Figura. 11: Liberación de embrague tipo tracción

82. SECCIÓN 4 - Tren de propulsión 65 TRANSMISION Generalidades El

motor opera a su rendimiento pico y en la forma más económica dentro de

un rango limitado de velocidades del motor. Si el cigüeñal del motor se

conectara directamente a las ruedas de impulso la velocidad del vehículo

no variaría más de 4 - 5 MPH (6 - 8 Km/h) desde la velocidad de ralentí del

motor hasta su máxima velocidad. Las variaciones en el torque también

serían despreciables. Para lograr grandes variaciones en la velocidad y el

torque, engranajes de diferentes tamaños se entrelazan dentro de la

transmisión. Hay dos tipos básicos de transmisión: La caja de cambios

manual que permite al conductor seleccionar cada marcha que va a ser

engranada. La caja de velocidades automática permite al conductor

seleccionar un programa cambios de marcha y las marchas se cambian

automáticamente. Figura. 12: Caja de cambios manual Figura. 13: Caja de

velocidades automática

83. 66 SECCIÓN 4 - Tren de propulsión Los fabricantes de transmisiones

Ilustradas aparecen cinco transmisiones usualmente usadas: Figura. 16:

Spicer Figura. 14: VOLVO Figura. 17: Rockwell Figura. 15: Eaton Fuller

Figura. 18: Allison

84. SECCIÓN 4 - Tren de propulsión 67 CAJA DE CAMBIOS MANUAL

Generalidades La mayoría de camiones se equipan con una caja de

cambios manual. El torque se transmite desde el motor al eje primario de la

transmisión, y de allí al eje intermedio o contra eje. Desde el contra eje la

potencia se transmite al eje principal y a través del eje de salida al eje de

accionamiento o cardán. Ya que el tamaño de los engranajes varía, la

magnitud de la relación depende de qué engranaje (1) está engranado con

el eje intermedio. Los dispositivos sincronizadores (2) se usan en algunas

transmisiones para adaptar la velocidad de las ruedas dentadas a la del eje

principal, lo que hace los cambios más fáciles. Figura. 19: Caja de cambios

manual Engranajes Cuando los engranajes están engranados transmiten la

potencia de un eje a otro. Una relación mayor o menor se obtiene

dependiendo del número de dientes de los engranajes que engranan. Si un

engranaje pequeño conduce uno grande se logra un torque mayor, pero a

una baja velocidad. Si un engranaje grande conduce a uno pequeño se

obtiene un torque más pequeño, pero a una velocidad mayor. Los

engranajes helicoidales consiguen una mayor superficie de engranaje y una

operación más silenciosa que aquellos con dientes rectos. Figura. 20:

Engranajes rectos - Engranajes helicoidales

85. 68 SECCIÓN 4 - Tren de propulsión Sincronización El rozamiento que

se crea en el cono de sincroniza- ción adapta la velocidad entre el manguito

de guía y Algunas transmisiones para camión son sincronizadas. el anillo de

engranaje. Cuando ellos han logrado la El objeto de la sincronización es

adaptar la velocidad misma velocidad el manguito de engranaje puede entre

el eje principal y los engranajes engranados en el engranar con el anillo de

engranaje. eje principal cuando se selecciona una nueva marcha. Ya que los

engranajes sobre el eje principal giran libre- El engranaje se engrana

entonces con el eje princi- mente y engranan con sus correspondientes pal,

por medio del manguito de guía, y puede trans- engranajes en el eje

intermedio, hay una diferencia mitir la potencia del motor a las ruedas de

impulso entre la velocidad del eje principal y la de los por medio del eje de

salida. engranajes. La transmisión está equipada con un número de

unidades de sincronización. La unidad de sincronización se compone de un

manguito de guía (1) que se conecta con estrías al eje principal. El

manguito de engranaje (2) se engrana alrededor el manguito de guía. Su

propósito, con la asistencia de la unidad selectora, es mover el manguito de

guía hacia el cono de sincronización (3) y conectar el manguito de guía al

anillo de engranaje (4). El anillo de engranaje se engrana con el engranaje

(5) y gira con él. Cuando un engranaje se engancha el cono de sincroni-

zación es presionado entre el manguito de guía y el anillo de engranaje por

el manguito de engranaje. Figura. 21: Engranaje sincronizado Figura. 22:

Posiciones del engranaje sincronizado

86. SECCIÓN 4 - Tren de propulsión 69 EJE DE IMPULSION, CARDÁN

Generalidades El eje de impulsión (1) transmite la potencia de impulso

desde la transmisión al eje trasero. La longitud del eje de impulsión puede

variar dependiendo de la longitud de la distancia entre ejes del vehículo. Si

el vehículo tiene más de un eje de impulsión se usa un apoyo (en el centro),

el rodamiento de soporte (2) para suspender los ejes de impulsión de uno de

los travesaños del vehículo. Si el vehículo se equipa con dos ejes traseros,

la potencia entre los dos ejes es transferida por un eje de impulsión de

reenvío corto. El eje de impulsión está equipado con juntas cardán (3) para

hacerlo flexible con respecto a la transmisión y al eje trasero. Figura. 45: Eje

de impulsión Eje de impulsión El eje de impulsión está hecho de acero

tubular fuerte, que se ha diseñado para resistir el máximo torque que pueda

transmitirse al eje trasero. Está fijo a las bridas de acoplamiento en la

transmisión y en el eje trasero. Ya que el movimiento del eje trasero

ocasiona que la distancia entre la transmisión y el eje trasero varíe, el eje de

impulsión se empalma con un yugo deslizante (1) para amortiguar el

movimiento. Además, el eje de impulsión debe balancearse para eliminar

vibraciones a alta velocidad. Figura. 46: Yugo deslizante

87. 70 SECCIÓN 4 - Tren de propulsión La junta cardán – Unión universal

La junta cardán, permite al eje de impulsión girar a los diversos ángulos

ocasionados por el movimiento entre la transmisión y el eje trasero. El eje de

impulsión está equipado con una junta cardán a cada extremo o en cada

empalme, si el vehículo tiene más de un eje de impulsión. La junta cardán

consiste de una cruceta de acero (1) el muñón fijo sobre rodamientos de

agujas (2) entre el eje de impulsión y las horquillas de la brida de

acoplamiento (3). Figura. 47: Junta cardán El rodamiento de apoyo (centro)

Cuando un vehículo está equipado con más de un eje de impulsión, se usa

un rodamiento de apoyo (central) para orientar y soportar los ejes de

impulsión. Consiste de un rodamiento de bolas, muy frecuentemente “sella-

do” ubicado en una cubierta de caucho. La cubierta de caucho está

diseñada para permitir su instalación a un travesaño. Figura. 48:

Rodamiento de apoyo

88. SECCIÓN 4 - Tren de propulsión 71 EJE TRASERO Generalidades Eje

sencillo La tarea principal del eje trasero es transmitir la poten- El eje

sencillo consiste de cuatro componentes cia de tracción desde el motor a las

ruedas de impulso. importantes: la carcasa del eje (1), dos semiejes Las dos

configuraciones más populares de ejes trase- (2), el conjunto del portado

(3), y el bloqueo de ros usadas en los camiones de hoy son el eje sencillo y

diferencial (4). el eje tándem, que consiste de dos de ejes traseros

conectados por un eje de impulsión de reenvío. La configuración de eje

sencillo se usa normalmente en las aplicaciones de trabajo liviano de carga

sobre car- reteras. La configuración de eje en tándem se usa primordial-

mente para las aplicaciones de carga pesada, en y fuera de carretera.

Figura. 49: Eje trasero sencillo y bloqueo de diferencial

89. 72 SECCIÓN 4 - Tren de propulsión Piñón El piñón es el eje primario o

de entrada del eje trasero. Está apoyado en dos rodamientos de rodillos

cónicos al frente y en un rodamiento de rodillos rectos atrás. El rodamiento

trasero mantiene el piñón en su lugar con respecto a la corona sinfín. Figura.

52: Piñón Corona sinfín La potencia de tracción se transmite desde el piñón

a la corona sinfín, que está acoplada a la carcasa del diferencial. Ya que el

piñón y la corona sinfín giran a un ángulo de 90° el uno con la otra, la

potencia de tracción puede transmitirse a las ruedas de impulso por medio

de los semiejes de impulsión. Figura. 53: Corona sinfín Conjunto de crucetas

del diferencial La cruceta de los satélites del diferencial adapta la velocidad

de las ruedas de impulso mientras mantiene la potencia total de tracción.

Adaptar la velocidad de las ruedas de impulso es necesario porque cuando

se cruza, la rueda de afuera tiene un camino más largo para recorrer que la

rueda interior, lo que significa que tiene que girar más rápidamente. La

cruceta de los satélites del diferencial está ubicada en la carcasa del

diferencial y consta de cuatro pequeños engranajes, los engranajes de la

cruceta de satélites del diferencial (1), que están soportados sobre una

cruceta. Estos piñones engranan con dos piñones planetarios del diferencial

(2), que corren con los dos semi ejes independientes. Cuando el vehículo

avanza hacia adelante los piñones laterales del diferencial están

estacionarios y las ruedas de impulso tienen la misma velocidad. Pero

cuando se gira en una curva la rueda interior se desacelera, y los piñones

comienzan a girar sobre la junta cardán. Por causa de la rotación, la

reducción de velocidad se toma de la rueda interior y es transferida a la

rueda de afuera, que entonces acelera. Figura. 54: Conjunto de cruceta de

los satélites del diferencial

90. SECCIÓN 4 - Tren de propulsión 73 Semiejes - Palieres Los palieres

son la pieza de la transmisión sometida a las más grandes tensiones. Los

semi ejes están fabricados de acero templado doblemente. Tienen que ser

tan duros y elásticos que pueden torcerse aproximadamente una vuelta

entera antes de que se rompan. El extremo interior del eje se equipa con

estrías que le permiten engranar con los piñones planetarios del dife-

rencial. Su extremo exterior tiene un plato con agujeros para los espárragos

de rueda. Figura. 55: Semi eje - Palier Bloqueo de diferencial Si una de las

ruedas de impulso desliza, sobre una superficie congelada por ejemplo, el

diferencial puede ser desactivado bloqueando ambos semi ejes juntos con

un bloqueo de diferencial. El bloqueo de diferencial consiste de un

engranaje de corona (1) que se fija a la derecha de la carcasa del diferencial

y un engranaje de corona deslizante (2) para el eje derecho. Cuando el

conductor quiere engranar el bloqueo de diferencial, él o ella oprimen el in-

terruptor de bloqueo del diferencial sobre el tablero de instrumentos. El

interruptor controla una válvula solenoide que transfiere aire al diafragma

en el eje trasero. El diafragma (3) empuja un manguito (4) conectado a una

horquilla de cambio (5) que mueve la brida de acoplamiento del eje hacia la

brida en la carcasa del diferencial. Cuando las dos bridas de acoplamiento

engranan, el diferencial es forzado a conducir ambos semiejes simul-

táneamente. Cuando el bloqueo de diferencial se engrana, un interruptor (6)

se cierra e ilumina la lám- para de advertencia del bloqueo de diferencial en

el tablero de instrumentos Figura. 56: Bloqueo de diferencial

91. 74 SECCIÓN 4 - Tren de propulsión Figura. 57: conjunto de eje trasero

EJE EN TANDEM Generalidades El conjunto del eje trasero delantero

consiste de seis componentes importantes: la carcasa del eje la

configuración de eje en tándem consiste de dos con- (1), los palieres (2), el

conjunto del transportador juntos de eje: la unidad trasera delantera y la

unidad (3), el bloqueo de diferencial (4), el eje pasante (5) trasera trasera.

(también llamado eje de salida), y el bloqueo de En muchas aplicaciones, la

unidad trasera trasera es la diferencial entre ejes (6). La carcasa del eje, el

blo- misma usada en la configuración de eje sencillo. queo del diferencial, y

los palieres son como se describieron anteriormente para el eje sencillo.

92. SECCIÓN 4 - Tren de propulsión 75 El transportador del eje trasero

delantero (3), como se muestra en la figura, es diferente en su diseño ya

que no solamente transfiere potencia a las ruedas, sino que también

transmite la rotación desde el portador delantero a la unidad de portador

trasera. El conjunto del portador delantero opera sobre el mismo principio

que el transportador de eje sencillo. El movimiento se transfiere a las ruedas

por medio del piñón, la corona sinfín, y el conjunto de cruceta de los

satélites del diferencial. El movimiento se transfiere desde el eje trasero

delantero al eje trasero trasero por medio del conjunto de diferencial entre

ejes (3), (también conocido como el divisor de potencia). Esta unidad se

incorpora en el conjunto del portador delantero. El propósito del diferencial

entre ejes es, no solamente transferir movimiento al diferencial trasero, sino

también dividir el torque Figura. 58: Sección diferencial del conjunto de

igualmente entre las unidades delantera y trasera, per- portador delantero

mitiendo así a cualquier piñón de ataque aumentar o bajar su velocidad. El

diferencial de reenvío o entre ejes se diseña y opera como un diferencial

corriente, por lo tanto disminuye el desgaste de llantas, aumentando al

máximo la maniobrabilidad (habilidad de dirección), y reduciendo la

resistencia de rodadura. El eje pasante (5) transfiere el torque y el

movimiento desde el eje trasero delantero al eje de impulsión entre ejes que

se conecta al conjunto del portador trasero trasero. El eje pasante es

estriado en ambos extremos. Un extremo se introduce a través de un

agujero en la parte trasera de la carcasa del eje trasero delantero, y las

estrías se engranan en el portador del engranaje de cruceta de los satélites

del diferencial. Una brida se instala sobre el extremo opuesto del eje

pasante lo que permite la unión del eje de propulsión del intereje. El eje

pasante está apoyado por rodamientos ubicados en la apertura al dorso de

la carcasa. Un anillo retenedor de Figura. 59: Sección de diferencial de reen-

aceite, conocido usualmente como sello de salida, se vío del portador

delantero usa también en esta zona para impedir la fuga de aceite.

93. 76 SECCIÓN 4 - Tren de propulsión

94. SECCIÓN 5 - Sistema de aire 77 SECCIÓN 5 - Sistema de aire

GENERALIDADES El desarrollo del sistema de frenos En los camiones de

los primeros años el sistema de frenos era puramente mecánico y muy

frecuentemente eran únicamente las ruedas de tracción las que se equi-

paban con frenos. Con un sistema de freno mecánico, la fuerza de frenando

se transmite desde el pedal de freno a los frenos de rueda a través de un

sistema de tirantes y cables. El movimiento del vehículo sobre ca- minos

desiguales alteraba los ajustes de los tirantes y cables y en consecuencia,

era sumamente difícil lograr un frenando uniforme. El desarrollo continuó

con la introducción de frenos en las cuatro ruedas, pero estos frenos eran

todavía mecánicos. Aun el freno de estacionamiento permaneció mecánico

en los 1950's. Se construía de tal suerte que una zapata de freno se

acomodaba alrededor de un tambor que estaba fijo sobre el eje de

impulsión. Esta construcción era riesgosa cuando el vehículo se estacionaba

sobre una superficie resbaladiza, porque el diferencial podía cancelar el

efecto de frenado, y el vehículo podía comenzar a rodar. Figura. 1: Sistema

de frenos inicial Sistema de freno hidráulico Como el desarrollo continuó, se

usó líquido para transmitir la fuerza de frenando desde el pedal de freno a

los frenos de rueda. Este sistema se llama un sistema de freno hidráulico.

Simplemente, la función del sistema hidráulico de frenos es que el pedal de

freno de pie actúa un pistón en un cilindro. El pistón empuja el fluido

hidráulico, por tubos, a los cilindros de freno de rueda. Dos pistones en los

cilindros de freno de rueda presio- nan las zapatas de freno contra el interior

del tambor de freno, y el rozamiento que se causa hace que las ruedas se

detengan. Figura. 2: Freno hidráulico

95. 78 SECCIÓN 5 - Sistema de aire Sistema de frenos hidráulicos con

asistencia de vacío A medida que pasó el tiempo la capacidad de carga de

los camiones y los autobuses aumentó. Los vehículos se hicieron más

pesados y requirieron mayores fuerzas de frenando para hacerlos reducir su

velocidad y parar. Una manera de aumentar la fuerza de frenado fue tomar

el vacío del colector de admisión y usarlo para influir sobre un pistón en un

servofreno (booster) (1). Desde el servo de freno la fuerza de frenando se

transmite hidráulicamente a los cilindros de freno de rueda por medio del

cilindro maestro. Posteriormente, para conseguir aun más capacidad del

servo de freno, se montó una bomba de vacío para reemplazar el vacío del

motor. Este es el caso de los camiones de la serie N*R. Este sistema se

llama sistema de frenos de vacío sobre hidráulico. Figura. 3: Sistema de

frenos hidráulicos con asistencia de vacío Frenos de aire ayudados

hidráulicamente En vez del usar vacío que limita la producción de sufi-

ciente fuerza de frenando, muchos camiones de trabajo liviano y mediano

están equipados con diferentes tipos de sistemas hidráulicos de aire

comprimido. En sistemas de este tipo, se usa aire a presión para empujar

el líquido de frenos desde los cilindros del servo del freno a los frenos de

rueda. Figura. 4: Frenos de aire ayudados hidráulicamente Frenos

completamente de aire Los frenos de aire se han usado ya por bastante

tiempo en autobuses y camiones pesados. En un freno completamente de

aire, aire a presión va hasta los frenos de rueda sin líquido de frenos. Figura.

5: Frenos completamente de aire

96. SECCIÓN 5 - Sistema de aire 79 FRENOS COMPLETAMENTE DE

AIRE Generalidades El sistema de frenos de aire puede dividirse en tres

sub-sistemas importantes. El sistema de alimentación provee el circuito de

frenos con la cantidad requerida de aire a presión. El sistema operativo

comprende los frenos de pedal operados por el pedal de freno de pie, y el

freno de estacionamiento operado por el control de mano del freno de

estacionamiento. Los vehículos usados para tractores se equipan también

con frenos de remolque operados también por la válvula de pie y un control

manual separado. Figura. 6: Sistema de alimentación Por razones de

seguridad, los frenos de servicio se dividen en dos sistemas de frenos

individuales: los circuitos de freno de las ruedas delanteras y de las ruedas

traseras. Si uno de los sistemas de freno de servicio falla, debido por

ejemplo a una fuga de aire, entonces el otro sistema de freno de servicio

todavía será capaz de frenar el vehículo. El sistema mecánico convierte la

energía neumática en movimiento mecánico en las cámaras de freno de

rueda. Figura. 7: Sistema operativo Figura. 8: Sistema mecánico

97. 80 SECCIÓN 5 - Sistema de aire SISTEMA DE ALIMENTACIÓN

Compresor El compresor es el componente productor de aire en el sistema

de alimentación. Se compone de una bomba de uno o dos cilindros y es

conducida por uno de los engranajes del motor. Cuando el motor funciona,

la rotación del engranaje de mando (1) se transmite a un cigüeñal (2) en el

compresor, que mueve los pistones (3) arriba y abajo. Cuando el pistón

desciende, se forma un vacío en el cilindro y la válvula de admisión abre. El

compresor pone aire en el cilindro a través de una admisión de aire (4).

Cuando el pistón sube, el aire en el cilindro se comprime y se cierra la

válvula de admisión. Cuando el aire en el cilindro alcanza una presión

predeterminada, la válvula de descarga en la cabeza del cilindro se abre y el

aire a presión se mueve fuera ya sea a través de la salida del compresor (7)

al depósito húmedo, o a través del secador de aire al depósito húmedo. El

compresor se enfría y es lubricado por el refrigerante y el aceite lubricante

del motor. Figura. 9: Compresor Gobernador de presión El gobernador de

presión controla la carga del compresor sintiendo la presión de aire en el

primer tanque de aire del sistema, el tanque húmedo. El compresor carga el

sistema de aire comprimido hasta que se alcance una presión de operación

predeterminada [130 PSI (897 kPa)]. Cuando se alcanza esta presión, el

mecanismo de descarga del compresor envía una señal de aire desde el

gobernador para hacer detener la carga. Cuando la presión de operación en

el sistema ha bajado a aproximadamente 90 PSI (621 kPa), la señal de aire

desde el regulador de presión cesa y el compresor comienza a cargar

nuevamente. Si el sistema de alimentación se equipa con un secador de

aire, el gobernador opera la válvula de drenaje en el secador haciéndolo

abrir o cerrar con las presiones de operación más altas o más bajas. Figura.

10: Gobernador de presión

98. SECCIÓN 5 - Sistema de aire 81 Secador de aire El secador de aire se

ubica entre el compresor y el tanque húmedo, y separa la condensación y la

suciedad del aire al dejarlo pasar a través de un dispositivo que contiene

un agente secador. El aire pasa a través del secador antes anterioridad a su

viaje a los tanques de reserva de aire para prevenir el congelamiento de la

tubería de aire comprimido y la corrosión del sistema. Figura. 11: Secador

de aire Tanques de aire Los tanques de aire proveen una zona de almace-

namiento para el volumen de aire a presión usado en el circuito de frenos

del vehículo. La mayoría de los circuitos de frenos usan por lo menos tres

tanques de aire. Estos tanques son conocidos como tanque de alimentación

(tanque húmedo), tanque primario (Tanque A), y tanque secundario (tanque

B). El tanque de alimentación (tanque húmedo) es el primer tanque en el

sistema después del compresor de aire. Ayuda a atrapar la humedad

ocasionada por la con- densación, y la expulsa del sistema a través de una

vál- vula de eliminación de humedad instalada directamente en el tanque.

Los tanques primarios de aire se usan para alimentar el circuito de frenos

traseros. El tanque secundario (tanque B) alimentan aire a los frenos

delanteros. Los suministros de aire a los frenos delanteros y traseros están

separados para que si la presión del aire se pierde en el sistema “A” debido

a una línea rota o algo similar, el sistema “B” mantendrá la presión del aire

necesaria para conseguir llevar el vehículo fuera del camino. Figura. 12:

Tanques de aire

99. 82 SECCIÓN 5 - Sistema de aire Cámara de freno, diafragma sencillo La

cámara de freno convierte la energía del aire comprimido en una operación

mecánica. Consiste de dos cámaras separadas por un diafragma de caucho.

Cuando se pisa el pedal de freno, pasa aire a la cámara y empuja el

diafragma (1) contra la varilla de empuje (2). El movimiento de la varilla de

empuje sale de la cámara y empuja el regulador (3) haciendo que las

zapatas del freno (4) se apliquen contra el tambor de freno. Cuando el

conductor suelta el pedal de freno el aire comprimido sale de la cámara y el

resorte (5) empuja el diafragma y la varilla de empuje de vuelta nuevamente.

La cámara de diafragma sencillo se usa normalmente en las ruedas

delanteras y en diversos tipos de ruedas de arrastre. Figura. 24: Operación

de la cámara de freno Figura. 25: Cámara de freno típica

100. SECCIÓN 5 - Sistema de aire 83 Cámara de freno de resorte La

cámara de freno trasera se usa para aplicar tanto los frenos de servicio (1)

como el freno de estacionamiento (2). La sección delantera de la cámara

de freno aplica los frenos de servicio cuando fluye aire a presión desde la

válvula de relevo a la entrada (3). La función es igual que la de una cámara

de diafragma sencillo. La sección trasera de la cámara (2) aplica el freno de

estacionamiento cuando el sistema de aire comprimido está vacío o cuando

se aplica el control de mano del freno de estacionamiento. Un resorte

poderoso (4) en el mando del freno de mano empuja un pistón (5) contra la

varilla de empuje (6). La varilla de empuje transmite entonces la fuerza del

resorte a otra varilla de empuje (7) ubicada en la sección de freno de

servicio, y los frenos se aplican. Para soltar el freno de estacionamiento, se

envía aire a presión al espacio (8) en frente del pistón (5) y el resorte se

comprime. En consecuencia, si no hay aire a presión en el sistema de freno

de estacionamiento, el Figura. 27: Cámara de freno tándem típica vehículo

no puede moverse. Frenos de servicio aplicados Freno de estacionamiento

aplicado Frenos de servicio y de estacionamiento no aplicados Figura. 28:

Operación de cámara de freno tándem

101. 84 SECCIÓN 5 - Sistema de aire Frenos de tambor Frenos de leva Los

frenos de tambor es el nombre común para los La los frenos de leva “S” se

aplican cuando aire a frenos de rueda en que los frenos son aplicados por

presión entra en la cámara de freno (1), exten- zapatas de freno que son

presionadas contra un tambor diendo la varilla de empuje, que está

conectada al de freno. Hay un sinnúmero de diferentes tipos de regulador de

ajuste (2). A medida que el regula- frenos de tambor. La diferencia yace en

el mecanismo dor de ajuste se mueve, gira el árbol de leva que que

transmite la fuerza de frenando desde la cámara de empuja las zapatas del

freno (3) contra el tambor freno a la zapata de freno. de freno. Y Figura. 36:

Frenos de leva “S”

102. SECCION 6— Eje delantero y Dirección 85 SECCIÓN 6 - Eje delantero

y Dirección EJE DELANTERO Y DIRECCIÓN LAS MANGUETAS La

mayoría de los vehículos pesados tiene sus ruedas delanteras suspendidas

sobre un eje delantero rígido y manguetas de dirección. El eje delantero está

fijo al bastidor por su fijación a las ballestas de hojas que están fijas al

bastidor. DIRECCIÓN El volante El conductor cambia la dirección del

vehículo girando el volante (1). La columna de dirección La columna de

dirección transmite el movimiento del volante (1) al mecanismo de dirección,

y consiste de dos secciones: un conjunto de eje superior (2) y un conjunto

de eje universal inferior (3). Estos dos ejes se unen mediante una junta

cardán (4). El eje superior está montado en el tubo de la columna (5) con

rodamientos. El tubo de la columna está fijo al panel parallamas con un

soporte en forma de U (6). El eje universal inferior se compone de dos

secciones: un eje interior (7) que desliza en un eje exterior (8). Los ejes

interior y exterior se conectan mediante estrías, permitiendo al eje interior

moverse arriba y abajo en el interior del exterior, de forma que el eje infe-

rior (3) pueda amortiguar el movimiento entre el chasis y la cabina. Figura. 1:

Eje delantero típico Figura. 3: Volante y columna de dirección

103. 86 SECCION 6— Eje delantero y Dirección Cilindro de dirección

asistida En ciertas aplicaciones se usa un cilindro de dirección asistida para

ayudar al movimiento del mecanismo de dirección. Un extremo del cilindro

se monta a la derecha del bastidor arriba del eje delantero. El extremo

opuesto se fija a una mangueta superior en el brazo Pit- man derecho. La

presión hidráulica se transmite al cilindro por medio de mangueras.

Cuando el mecanismo de dirección se gira, el líquido a presión empuja o

hala el pistón en el cilindro, asistiendo a la rueda delantera derecha a

izquierda o derecha. Esta configuración se usa primordilamente en la

construcción pesada o aplicaciones inter urbanas. Figura. 4: Cilindro de

dirección asistida

104. SECCION 6— Eje delantero y Dirección 87 ALINEACIÓN DE RUEDAS

Para dar al vehículo características de dirección que son un compromiso

entre la buena dirección y el mínimo desgaste, las ruedas delanteras deben

alinearse. Las tolerancias de reglaje son prescritas por el fabricante y se

adaptan a cada variante del vehículo. Caster El caster es la inclinación hacia

adelante o hacia atrás de la mangueta de dirección. El fin de alinear el

caster es asegurar que las ruedas delanteras quieran ir hacia adelante, y

enderezar el vehículo cuando se deja una curva. Figura. 13: Caster Camber

El camber es la inclinación de las ruedas hacia el interior o hacia afuera. El

camber se alinea para reducir la carga sobre los pasadores principales. La

carga sobre el rodamiento de rueda exterior también se reduce cuando se

efectúa la alineación adecuadamente, porque el peso se transfiere al

rodamiento de rueda interior, más fuerte. Figura. 14: Camber

105. 88 SECCION 6— Eje delantero y Dirección Convergencia El ajuste de

la convergencia asegura que las ruedas corran en paralelo. Los bordes

delanteros de las ruedas se giran hacia adentro, y cuando las ruedas

comienzan a rodar tienden naturalmente hacia afuera, así, se com- pensa el

ajuste hacia adentro. Figura. 15: Convergencia (visto desde arriba) Radio de

giro Cuando el vehículo gira en un círculo, ambas ruedas delanteras deben

girar a la misma distancia desde la línea de radio de giro o línea circular (vea

la línea central en figura). Para lograr esto, la rueda interior debe girarse

más hacia adentro que la rueda exterior. El reglaje de los ángulos de giro se

hace con la barra de ataque y la varilla. Figura. 16: Divergencia en curvas

106. SECCION 6— Eje delantero y Dirección 89 Figura. 17: Suspensión de

típica rueda delantera SUSPENSION DE RUEDA DELANTERA

Generalidades Las suspensiones delanteras y traseras están fijas a los

rieles del bastidor con soportes. La suspensión delantera sirve como el

montaje del eje delantero al bastidor. La suspensión mejora la comodidad

del conductor, aumentar la vida del chasis, protege la carga del daño

ocasionado por las irregularidades del camino, y mejora la vida de las

llantas. Los resortes (1) están fijos a las almohadillas del eje delantero con

dos pernos en U (2), y asegurados a los rieles del bastidor con un pasador y

un soporte esta- cionario (3) al frente, y un balancín y un soporte (4) atrás.

Amortiguadores (5) también pueden equiparse en el vehículo para mejorar

el manejo e impedir el bam- boleo del vehículo.

107. 90 SECCION 6— Eje delantero y Dirección RESORTE DE BALLESTA

Hay dos de tipos de ballestas de hojas: la corriente multi hojas (1) y la de

hojas estrechas, también llamada ballesta parabólica (2). En ambos estilos

de resortes, las dos hojas de resorte principales se envuel- ven a cada

extremo para formar un ojo en el que se prensa un casquillo reemplazable

(1). Las hojas de resorte se mantienen en su lugar juntas con un perno

central (2) y grapas (3). Figura. 18: Ballesta de hojas corriente Figura. 19:

Ballesta parabólica

108. SECCION 7— Bastidor y Suspención de rueda posterior 91 SECCIÓN

7 - Bastidor y Suspención de rueda posterior Bastidor El conjunto del

bastidor soporta el tren de potencia, la La cabina se monta al bastidor de

diversas maneras, cabina y la carrocería del vehículo o la quinta rueda (lo

tales como con amortiguadores o suspensión neu- que sea aplicable).

mática. La cabina se monta comúnmente al falso bastidor que es fijado al

bastidor con tornillos. Este falso El bastidor es suficientemente flexible para

resistir las bastidor debe tener una cierta flexibilidad para que el tensiones

torsionales ocasionadas por condiciones bastidor o la cabina no se dañe por

la acción de torce- irregulares u operación fuera del camino, mientras a la

dura en el bastidor debido a las condiciones irregulares vez es

suficientemente fuerte para tolerar cargas suma- del camino. El motor y la

transmisión se suspenden mente pesadas sin doblarse. entre los rieles del

bastidor en montantes de caucho y El conjunto del bastidor se compone de

dos rieles de soportes. bastidor unidos con travesaños. Los travesaños y los

rieles se conectan con tornillos. Figura. 1: Bastidor

109. 92 SECCION 7— Bastidor y Suspención de rueda posterior RUEDAS Y

LLANTAS Generalidades En general, hay dos tipos de montajes de llantas

en un vehículo: la rueda de disco y cubo, y la rueda de araña y rim. Figura.

12: Rueda de disco y cubo Figura. 13: Rueda de araña y rim

110. SECCION 7— Bastidor y Suspención de rueda posterior 93 RUEDA DE

DISCO Y CUBO Rueda de disco Existen dos tipos de ruedas de disco. En el

primer tipo, la llanta se mantiene en su lugar con un anillo de fijación lateral

removible (1) y un aro de seguro (2). Este estilo de rueda de disco requiere

que se use un neumático interior. Cuando una llanta debe ser cambi- ada en

este tipo de rim, el aro de seguro y el anillo de fijación de la llanta deben

retirarse antes de que la llanta pueda reemplazarse. La segunda es una

rueda de disco de tipo sin neumático. Esta es una rueda sin aro de una sola

pieza en la que no se requieren anillos de seguro. La llanta se estira sobre el

borde de la rueda cuando está siendo montada. Ruedas de disco de tipo

para neumático (arriba) y sin neumático Araña La araña tiene la misma

función que los cubos. Están montados en los ejes de la misma manera que

los cubos y con los mismo componentes.

111. 94 SECCION 7— Bastidor y Suspención de rueda posterior RUEDA DE

ARAÑA Y RIM La configuración de rueda de araña y rim consiste de una

rueda de araña (1), que se apoya sobre los ejes delanteros y traseros, y un

rim abierto en el centro. El rim (2) está fijo a la rueda de araña con la ayuda

de sujetadores (3) y tuercas (4). Figura. 19: Rueda de araña y rim

tecnología de camiones

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