SISTEMAS AUXILIARES Y PRUEBAS DE MOTORES DE COMBUSTION INTERNA.

UNIDAD 3. SISTEMAS AUXILIARES Y PRUEBAS DE MOTORES DE COMBUSTIN INTERNA3.1. Sistemas de: combustible, escape enfriamiento, inyeccin, lubricacin y anticongelanteSISTEMA DE LUBRICACIN. Este sistema es el que mantiene lubricadas todas las partes mviles de un motor, a la vez que sirve como medio refrigerante. Tiene importancia porque mantiene en movimiento mecanismos con elementos que friccionan entre s, que de otro modo se engranaran, agravndose este fenmeno con la alta temperatura reinante en el interior del motor. La funcin es la de permitir la creacin de una cua de aceite lubricante en las partes mviles, evitando el contacto metal con metal, adems produce la refrigeracin de las partes con alta temperatura al intercambiar calor con el medio ambiente cuando circula por zonas de temperatura ms baja o pasa a travs de un radiador de aceite. Consta bsicamente de una bomba de circulacin, un regulador de presin, un filtro de aceite, un radiador de aceite y conductos internos y externos por donde circula.

El funcionamiento es el siguiente: un bomba, generalmente de engranajes, toma el aceite del depsito del motor, usualmente el carter, y lo enva al filtro a una presin regulada, se distribuye a travs de conductos interiores y exteriores del motor a las partes mviles que va a lubricar y/o enfriar, luego pasa por el radiador donde se extrae parte del calor absorbido y retorna al depsito o carter del motor, para reiniciar el ciclo. Para el correcto funcionamiento de este sistema se debe inspeccionar visualmente para detectar fugas, y presiones y temperaturas anormales de fluido (aceite) de lubricacin. 5 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes Los controles al sistema pueden realizarse visualmente midiendo con la varilla de medicin el nivel de aceite para controlar el consumo o detectar prdidas y mediante instrumentos como son los manmetros de presin y los termmetros controlar las condiciones del aceite y del circuito y a la vez el funcionamiento del motor. Las fallas del sistema bsicamente son falta de nivel de aceite por prdidas o consumos elevados, alta temperatura del aceite por mal estado del sistema de refrigeracin del aceite o mal funcionamiento del motor, baja presin de aceite por bajo nivel o degradacin del aceite, falla de la bomba de circulacin, falla del regulador de presin o incremento en los huelgos de las partes mviles del motor por desgaste. Las reparaciones del circuito, en la prctica se basan principalmente en la limpieza de los componentes del circuito y aletas del radiador de aceite, reemplazo de los filtros y cambios peridicos del aceite, antes de su degradacin total. Las reparaciones mayores se limitan al reemplazo de los componentes daados del circuito, los cuales en su mayora son elementos estticos y solamente la bomba de circulacin es susceptible de roturas por tener partes en movimiento. Fundamentalmente, al trabajar en este sistema se debe tener la precaucin de que el mismo no se encuentre bajo presin y que el aceite se haya enfriado lo suficiente para que un contacto con l no produzca una quemadura. Para el cuidado del medio ambiente, se debe tener la precaucin de recolectar todos los drenajes de aceite evitando derrames y disponerlo adecuadamente.

SISTEMA DE ESCAPE. Este sistema conduce gases del motor al exterior. Es importante porque ayuda a la expulsin de los gases del motor, a mejorar la combustin y la potencia final obtenida. La funcin de los motores de combustin interna es la de ayudar a los gases producidos en la combustin a escapar del motor hacia el exterior mejorar la combustin y reducir en algunos casos las emisiones de gases nocivos. Consta de un mltiple de escape, conductos, catalizador, silenciador y en algunas instalaciones, de censores auxiliares.El principio de operacin Se basa en las leyes de conduccin de gases por caeras y por el estudio de las ondas generadas por el flujo alternativo. Los gases producto de la combustin, son expulsados por el pistn en su carrera ascendente y salen a travs de la vlvula de escape al mltiple o conducto colector, de este, el sistema puede derivar en uno o varios catalizadores (motor vehicular) para disminuir las emisiones de los gases peligrosos y de all al silenciador para disminuir el nivel sonoro del sistema. Pueden haber en el sistema uno o ms censores de distinta ndole en combinacin con una unidad de control y actuadores para controlar o para medir algn parmetro de la combustin. 7 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes Este sistema funciona bien si el flujo de gases hacia el exterior es continuo, de caudal acorde al rgimen de marcha del motor y con prdidas de carga admisibles requeridas por el fabricante del motor. La calidad del combustible utilizado, es importante en los sistemas con catalizador, ya que ste puede contaminarse. El control principal a realizar, es la medicin de la prdida total de carga del flujo de gases suma de las prdidas parciales al atravesar cada componente del sistema y adems un control de la calidad de los gases de escape (composicin), especialmente en aquellos sistemas que tienen catalizador. Las fallas ms comunes de este sistema es el taponamiento de los conductos, por el depsito de partculas carbonosas, producto de una mala combustin, la obstruccin o contaminacin de un catalizador o la rotura de un sensor. Las reparaciones posibles son fundamentalmente la limpieza de los conductos, para extraer los depsitos de carbn, o el reemplazo de un componente como el catalizador si est contaminado, el silenciador si est roto, o un sensor si la seal es defectuosa. Las precauciones a tomar cuando se trabaja en este sistema son principalmente esperar a que se enfre, si se realizan observaciones con el motor en marcha debe hacerse en un lugar ventilado ya que las emanaciones de gases son nocivas a la salud. Para disminuir emanaciones de gases nocivos al medio ambiente, deben controlarse los parmetros que intervienen en la combustin, y en los casos con catalizador, que no se encuentre obstruido ni contaminado.

COMBUSTIBLE LQUIDO Y GASEOSO. Los combustibles que a temperatura y presin ordinarias son gaseosos estn constituidos de hidrocarburos de la serie parafnica y oleofnica de estructura simple (metano, etileno). El gas natural es una mezcla de metano (95%), etano y una pequea cantidad de propano y se lo utiliza comprimido en botellones a presiones del orden de los 200 Kg/cm2, y se lo denomina GNC, su condicin natural antidetonante es de 120 a 130 octanos, sin necesidad de aditivos txicos de plomo orgnico ni benceno u otros muy cuestionados que s contienen las naftas. Los gases permanentes son el metano natural o artificial, el gas de coque y el gas de alumbrado, stos dos ltimos son de bajo poder calorfico por lo tanto han dejado de utilizarse. Los combustibles lquidos son los de mayor utilizacin y entre ellos los hidrocarburos obtenidos de la refinacin del petrleo crudo, adems del benzol y los alcoholes. Especficamente la nafta o gasolina est compuesta de hidrocarburos de todas las series: parafnica o aliftica, son hidrocarburos saturados y son muy estables, oleofnica, similares a las parafnicas pero son no saturadas, son menos estables, naftnica son hidrocarburos saturados y tienden a la estabilidad, aromtica, no son saturados pero ms estables que otras series no saturadas. Procedentes de molculas de peso molecular creciente tenemos el gasoil y el petrleo pesado. Su peso especfico es mayor y la volatilidad disminuye. Los combustibles, segn su composicin tienen distinta capacidad para evaporarse y por lo tanto distinta capacidad de mezclarse con el aire, aquellos que fcilmente se mezclan se llaman carburantes y son utilizados en los motores de encendido por chispa (nafta y gas), los menos carburantes son utilizados en los motores de encendido por compresin (gasoil, fuel oil). Nmero de Octano - Poder antidetonante de los carburantes: Para obtener una combustin normal en un motor de encendido a chispa, el combustible debe tener aptitudes para soportar sin detonacin elevadas compresiones, cuando ello ocurre, se dice que est dotado de un elevado poder antidetonante. La calidad de un carburante depende esencialmente del valor de su poder antidetonante, cuya medida est dada por el llamado Nmero de Octano (N.O.). El valor del N.O. de un carburante se obtiene comparndolo con combustibles de referencia constituidos por mezclas de isoctano (C8H18) de la serie isoparafnica, y eptano (C7H16) o bien isoctano y tetraetilo de plomo. Al isoctano de ptima capacidad antidetonante, se le asigna convencionalmente el N.O.=100 y al eptano de la serie parafnica que posee cualidades antidetonantes 14 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes N.O.=100 y al eptano de la serie parafnica que posee cualidades antidetonantes muy bajas, el N.O.=0 (cero). Mezclando los dos combustibles en diversas proporciones, se obtienen mezclas con todos los N.O. posibles entre 0 y 100. La determinacin del N.O. de un carburante se hace por medio de motores construidos en serie segn prescripciones de pruebas normalizadas. Estos motores son monocilndricos especiales, que permiten variar la relacin de compresin durante el funcionamiento. En sucesivas pruebas se determina la mezcla de isoctano y eptano que para un mismo valor de la relacin de compresin tenga la misma intensidad de la detonacin que el combustible de ensayo. El tanto por ciento de isoctano en esta mezcla representa el nmero de octano del combustible. As por ejemplo, el combustible que posee la misma intensidad de detonacin que una mezcla compuesta de 80% en volumen de isoctano y 20% de eptano, tiene un nmero de octano de 80. El N.O. de los combustibles, puede ser elevado con la mezcla, en pequeas porciones, de determinadas sustancias antidetonantes, antiguamente el plomo tetraetilo (TEL), plomo tetrametilo (TML). Las gasolinas "sin plomo" contienen una mayor proporcin de hidrocarburos de cadena ramificada, como 2, 2,3-trimetilbutano y ter metilterbutlico MTBE (C5H12O), que tambin acta como agente antidetonante y oxidante reduciendo la cantidad de hidrocarburos sin quemar y el monxido de carbono en el escape. Facilidad de ignicin - Nmero de Cetano: El motor de encendido por compresin desde el momento en que el combustible se inyecta en la cmara de combustin hasta aquel en que se verifica el encendido transcurre un corto perodo de tiempo llamado retraso al encendido. Cuanto mayor es el retraso al encendido, tanto mayor resulta la cantidad de combustible que se acumula en la cmara de combustin antes de que sta comience, por ello, se desarrolla de un modo repentino y en tal medida, que causa un gradiente de presin tan fuerte, que produce un golpe. Es decir, en el caso del motor Disel se verifica tambin un efecto similar al causado por la detonacin en el motor de encendido por chispa. Un combustible es tanto mejor cuanto menor es el retraso al encendido s que produce en el motor, en este caso, se dice que el combustible tiene una buena facilidad de ignicin. Para tener esta cualidad los combustibles para los motores de encendido a compresin, deben tener caractersticas opuestas a los utilizados para los motores de encendido a chispa. Para valorar el grado de ignicin de un determinado combustible, se hace la comparacin directa, con un combustible de referencia, sobre un motor tipo de prueba. La medida de la facilidad de ignicin viene dada generalmente con el Nmero de Cetano (N.C.). El cetano (C16H35) es un hidrocarburo parafnico con ptima facilidad de ignicin al que le ha sido asignado por convencin el N.C.=100. Al mismo se le mezcla el alfametilnaftaleno, hidrocarburo de escasa facilidad de ignicin, al cual le asignan un N.C.=0 (cero). El procedimiento para determinar el N.C. es similar al empleado para determinar el N.O. Un combustible debe cumplir con ciertos requisitos para poder ser utilizado en un motor, para ello le dan ciertas propiedades para hacerlos aptos a los distintos regmenes de marcha como son: arranque, aceleracin, desaceleracin, carga 15 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes regmenes de marcha como son: arranque, aceleracin, desaceleracin, carga mxima, etc. Tambin deben ser capaces de aportar estas propiedades en cualquier tipo de clima.

SISTEMA MECNICO DE INYECCIN DE COMBUSTIBLE Motores Disel. Este sistema de inyeccin para combustibles lquidos, utilizado comnmente en los motores Disel, es un sistema de inyeccin a alta presin (en el orden de los 200 Kg/cm2). Sirve para inyectar, de acuerdo a la secuencia de encendido de un motor, cierta cantidad de combustible a alta presin y finamente pulverizado en el ciclo de compresin del motor, el cual, al ponerse en contacto con el aire muy caliente, se mezcla y se enciende producindose la combustin. La funcin es la de producir la inyeccin de combustible lquido finamente pulverizado en el momento indicado y en la cantidad justa de acuerdo al rgimen de funcionamiento del motor. Este sistema consta fundamentalmente de una bomba de desplazamiento positivo con capacidad para inyectar cantidades variables de combustible dada por un diseo especial de los mbolos y con un mbolo por inyector o cilindro del motor. El otro componente importante es el inyector propiamente dicho encargado de la inyeccin directamente en la cmara de combustin (inyeccin directa) o en una cmara auxiliar (inyeccin indirecta). El funcionamiento es el siguiente: El sistema de alimentacin suministra el combustible a una bomba alternativa accionada por el mismo motor y sincronizada con ste, para inyectar en cada cilindro en el momento preciso, la bomba, mediante unos mbolos de forma y mecanizado particular y accionados por un sistema de levas, bombea el combustible por una caera hasta los inyectores que con el pulso de presin del fluido, abren e inyectan el combustible que ingresa en la cmara de combustin del motor, finamente pulverizado. La cantidad de combustible que inyecta cada mbolo de la bomba se regula haciendo girar el mbolo por medio de un sistema de pin y cremallera, con este giro del mbolo, se pone en comunicacin la cmara donde se encuentra el combustible ingresado, con una ranura helicoidal mecanizada en el mbolo, dejando salir el excedente de combustible de regreso a su depsito original, limitando as la cantidad inyectada al motor.

Este sistema funciona correctamente si inyecta la cantidad de combustible correcta en el momento preciso de compresin del cilindro, nuevamente si realizamos anlisis de la composicin de los gases de combustin y la temperatura en el escape, tendremos una indicacin de cmo se est realizando la combustin, cualitativamente un funcionamiento sereno y sin interrupciones y con gases de combustin saliendo por el escape en cantidad, color, y olor normales, nos indican tambin que no hay problemas en la combustin y por lo tanto en el sistema de inyeccin. La bomba debe estar perfectamente sincronizada con el funcionamiento del motor para asegurar que se inyecte combustible al cilindro correspondiente segn una secuencia dada de inyeccin. Debo realizar controles, para asegurar que el filtro de aire y de combustible est en buenas condiciones, que ingrese aire al mltiple de admisin y combustible a la bomba de inyeccin respectivamente, en cantidad y calidad necesarias. Para el buen funcionamiento de bomba es necesario que sus componentes internos se mantengan en el rango de ajuste estipulado, si no, sta pierde su rendimiento y la presin y cantidad de combustible no ser la adecuada. La bomba debe estar bien sincronizada con el funcionamiento del motor, para iniciar la inyeccin en el momento preciso y en el cilindro correspondiente. Tambin es muy importante la calibracin de los inyectores, para que realicen su apertura a la presin correspondiente. Por lo expuesto, la calidad y limpieza del combustible utilizado es el principal factor a tener en cuenta para el buen mantenimiento de la bomba. Las fallas de este sistema de inyeccin se pueden detectar con precisin mediante un anlisis de los gases de combustin o cualitativamente, visualmente, observando la calidad y cantidad de gases en escape (color, olor, etc.), tambin localizando prdidas de combustible. Una falla en la inyeccin tambin puede ser detectada por un fuerte ruido, como un golpe, que puede indicar una obstruccin de un inyector o 31 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes un fuerte ruido, como un golpe, que puede indicar una obstruccin de un inyector o un ingreso de aire en el circuito. La reparacin de este sistema, debe hacerse por personal calificado ya que como se ha indicado, los componentes de una bomba de inyeccin y los inyectores son de gran precisin. El resto del personal slo se debe limitar a controlar la sincronizacin de la bomba, el estado de los inyectores y la calidad de combustible utilizado. Aunque no tan inflamable que los combustibles gaseosos y la gasolina misma, las precauciones al trabajar con este sistema se basan en no generar puntos calientes y a drenar el combustible de los componentes a intervenir. En cuanto al cuidado del medio ambiente, hay que elevar las precauciones para evitar derrames que contaminen el suelo.SISTEMA DE REFRIGERACIN.Este sistema elimina el exceso de calor generado en el motor. Es de suma importancia ya que si fallara puede poner en riesgo la integridad del motor. Su funcin es la de extraer el calor generado en el motor para mantenerlo con una temperatura de funcionamiento constante, ya que el motor por debajo o por encima de la temperatura de funcionamiento, tendra fallas pudiendo hasta no funcionar por completo. Consta de una bomba de circulacin (hay sistemas que no la utilizan), un fluido refrigerante, por lo general agua o agua ms producto qumico para cambiar ciertas propiedades del agua pura, uno o ms termostatos, un radiador o intercambiador de calor segn el motor, un ventilador o u otro medio de circulacin de aire y conductos rgidos y flexibles para efectuar las conexiones de los componentes. En la mayora de los sistemas de refrigeracin, la bomba de circulacin toma el refrigerante (fluido activo) del radiador, que repone su nivel del depsito auxiliar, y lo impulsa al interior del motor refrigerando todas aquellas partes ms expuestas al calor, puede incluir refrigerar el mltiple de admisin, camisas, culatas o tapa de cilindro, radiador de aceite, etc., pasa a travs de uno o varios termostatos y regresa al radiador donde se enfra al circular por tubos pequeos de gran superficie de disipacin, el intercambio de calor generalmente se realiza con el aire circundante el cual es forzado a travs del radiador utilizando un ventilador que generalmente es accionado por el mismo motor. Existen sistemas de refrigeracin donde el fluido 38 mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes activo es el aire circundante, el cual es forzado por las partes del motor que se quieren refrigerar, cilindros, tapas de cilindros, radiador de aceite, etc., Estos sistemas generalmente utilizan tambin un circuito auxiliar con otro fluido activo, por ejemplo el aceite del motor, el cual consta de otro radiador que intercambia calor con el aire exterior y refrigera sobre todo aquellas partes internas del motor donde es difcil o imposible que pueda alcanzar otro fluido refrigerante (agua o aire). Para verificar que el sistema funciona bien, los motores disponen de uno o varios termmetros que indican en cada instante la temperatura del refrigerante en la parte del motor que se desea medir. La temperatura medida por los termmetros debe encontrarse en el rango de temperatura aceptado por el fabricante para las condiciones de funcionamiento del motor. Temperaturas anormales pueden indicar dos cosas: a) Hay una falla en el sistema de refrigeracin, por ejemplo falta de fluido refrigerante o b) Hay una falla o defecto en una parte o en todo el motor. Para que este sistema funcione es primordial controlar peridicamente el correcto nivel del fluido refrigerante; controlar que los termostatos abran a la temperatura indicada por el fabricante; que el radiador est libre de incrustaciones que obturen los canales de circulacin de fluido y del aire por el exterior; que el fluido refrigerante tenga la proporcin correcta de anticongelante acorde al clima de la zona; que el accionamiento de la bomba de circulacin est en buen estado y est funcionando correctamente. Las fallas se detectan precozmente si observamos los indicadores de temperatura, estando atentos a incrementos inusuales de la misma; por eso es aconsejable instalar protecciones y/o alarmas que paren el motor por alta temperatura. Si hubiera indicadores de nivel de refrigerante sera otro parmetro para prevenir fallas del sistema. Los cuidados pueden abarcar desde un buen mantenimiento, rellenar fluido refrigerante y limpieza externa del radiador hasta reparaciones con el reemplazo de componentes daados como bomba de agua, termostatos, radiador, mangueras, conexiones, etc. Las precauciones de seguridad se basan fundamentalmente en trabajar con el motor detenido y fro para evitar incidentes con objetos en movimiento y quemaduras. Para cuidar el medio ambiente debe disponerse adecuadamente el fluido refrigerante cuando se reemplaza evitando derrames. Los fluidos refrigerantes actuales son a base de alcoholes especialmente los glicoles, que mezclados con agua en distintas proporciones protegen al sistema de refrigeracin y al motor de daos por congelamiento cuando funciona en regiones con muy bajas temperaturas. Segn la proporcin de fluido anticongelante en el agua, variar el punto de congelamiento de la mezcla, debindose adecuar la misma a cada regin de trabajo

SISTEMA ANTICONTAMINANTESComponentes de los gases de escape.El aire est compuesto bsicamente por dos gases: nitrgeno (N2) y oxgeno (02). En un volumen determinado de aire se encuentra una proporcin de nitrgeno (N2) del 79 % mientras que el contenido de oxgeno es aproximadamente de un 21 %...El nitrgeno durante la combustin, en principio, no se combina con nada y tal como entra en el cilindro es expulsado al exterior sin modificacin alguna, excepto en pequeas cantidades, para formar xidos de nitrgeno (NOx). El oxgeno es el elemento indispensable para producir la combustin de la mezcla.Cuando se habla de la composicin de los gases de escape de un vehculo se utilizan siempre los mismos trminos: monxido de carbono, xido ntrico, partculas de holln o hidrocarburos. Decir que estas sustancias representan una fraccin muy pequea del total de los gases de escape. Debido a ello, antes de describir las diferentes sustancias que integran los gases de escape, le mostramos a continuacin la composicin aproximada de los gases que despiden los motores disel y de gasolina.Descripcin de las sustancias que integran los gases de escape.El motor de combustin interna, por su forma de funcionar, no es capaz de quemar de forma total el combustible en los cilindros. Pero si esta combustin incompleta no es regulada, mayor ser la cantidad de sustancias nocivas expulsadas en los gases de escape hacia la atmsfera. Dentro de los gases generados en la combustin, hay unos que son nocivos para la salud y otros no.

Nitrgeno (N2)

El nitrgeno es un gas no combustible, incoloro e inodoro, se trata de un componente esencial del aire que respiramos (78 % nitrgeno, 21 % oxgeno, 1 % otros gases) y alimenta el proceso de la combustin conjuntamente con el aire de admisin. La mayor parte del nitrgeno aspirado vuelve a salir puro en los gases de escape; slo una pequea parte se combina con el oxgeno O2(xidos ntricos NOx). Oxgeno (O2)Es un gas incoloro, inodoro e inspido. Es el componente ms importante del aire que respiramos (21 %). Es imprescindible para el proceso de combustin, con una mezcla ideal el consumo de combustible debera ser total, pero en el caso de la combustin incompleta, el oxgeno restante es expulsado por el sistema de escape. Agua (H2O)Es aspirada en parte por el motor (humedad del aire) o se produce con motivo de la combustin fra(fase de calentamiento del motor). Es un subproducto de la combustin y es expulsado por el sistema de escape del vehculo, se lo puede visualizar sobre todo en los das ms fros, como un humo blanco que sale por el escape, o en el caso de condensarse a lo largo del tubo, se produce un goteo. Es un componente inofensivo de los gases de escape. Dixido de carbono (CO2)Se produce al ser quemados los combustibles que contienen carbono (p. ej. gasolina, gasoil). El carbono se combina durante esa operacin con el oxgeno aspirado. Es un gas incoloro, no combustible.El dixido de carbono CO2a pesar de ser un gas no txico, reduce el estrato de la atmsfera terrestre que suele servir de proteccin contra la penetracin de los rayos UV (la tierra se calienta). Las discusiones generales en torno a las alteraciones climatolgicas (efecto invernadero), el tema de las emisiones de CO2 se ha hecho consciente en la opinin pblica. Monxido de carbono (CO).Se produce con motivo de la combustin incompleta de combustibles que contienen carbono. Es un gas incoloro, inodoro, explosivo y altamente txico. Bloquea el transporte de oxgeno por parte de los glbulos rojos. Es mortal, incluso en una baja concentracin en el aire que respiramos. En una concentracin normal en el aire ambiental se oxida al corto tiempo, formando dixido de carbono CO2.

xidos ntricos (NOx)Son combinaciones de nitrgeno N2y oxgeno O2(p. ej. NO, NO2, N2O,...). Los xidos de nitrgeno se producen al existir una alta presin, alta temperatura y exceso de oxgeno durante la combustin en el motor. El monxido de nitrgeno (NO), es un gas incoloro, inodoro e inspido. Al combinarse con el oxgeno del aire, es transformado en dixido de nitrgeno (NO2), de color pardo rojizo y de olor muy penetrante, provoca una fuerte irritacin de los rganos respiratorios.Las medidas destinadas a reducir el consumo de combustible suelen conducir lamentablemente a un ascenso de las concentraciones de xidos ntricos en los gases de escape, porque una combustin ms eficaz produce temperaturas ms altas. Estas altas temperaturas generan a su vez una mayor emisin de xidos ntricos. Dixido de azufre (SO2).El dixido de azufre o anhdrido sulfuroso propicia las enfermedades de las vas respiratorias, pero interviene slo en una medida muy reducida en los gases de escape. Es un gas incoloro, de olor penetrante, no combustible. Si se reduce el contenido de azufre en el combustible es posible disminuir las emisiones de dixido de azufre. Plomo (Pb)Ha desaparecido por completo en los gases de escape de los vehculos. En 1985 se emitan todava a la atmsfera 3.000 t, debidas a la combustin de combustibles con plomo. El plomo en el combustible impeda la combustin detonante debida a la autoignicin y actuaba como una sustancia amortiguadora en los asientos de las vlvulas. Con el empleo de aditivos ecolgicos en el combustible sin plomo se han podido mantener casi idnticas las caractersticas antidetonantes. HC HidrocarburosSon restos no quemados del combustible, que surgen en los gases de escape despus de una combustin incompleta. La mala combustin puede ser debido a la falta de oxgeno durante la combustin (mezcla rica) o tambin por una baja velocidad de inflamacin (mezcla pobre), por lo que es conveniente ajustar la riqueza de la mezcla. Los hidrocarburos HC se manifiestan en diferentes combinaciones (p. ej. C6H6, C8H18) y actan de diverso modo en el organismo. Algunos de ellos irritan los rganos sensoriales, mientras que otros son cancergenos (p. ej. el benceno).

Las partculas de holln MP(masa de partculas; ingls: paticulate matter)Son generadas en su mayor parte por los motores disel, se presentan en forma de holln o cenizas. Los efectos que ejercen sobre el organismo humano todava no estn aclarados por completo. Sistemas para reducir las emisiones contaminantes de los gases de escape.Los perfeccionamientos obtenidos en la tcnica de motores han llevado en los ltimos aos a mejores procesos de combustin y con ellos, a menores emisiones brutas. El desarrollo de sistemas electrnicos de control del motor ha hecho posible una inyeccin exacta de la cantidad de combustible necesaria y el ajuste preciso del punto de encendido, as como la optimizacin, en funcin del punto de funcionamiento de la activacin de todos los componentes existentes (predispositivo de mariposa electrnico DV-E). Estos dos puntos han llevado, adems de un aumento de la potencia de los motores, tambin a un claro mejoramiento de la calidad de los gases de escape. No hay que desatender tampoco las mejoras de la calidad en los combustibles. De acuerdo con el aumento constante de la potencia de los motores, son mayores las exigencias formuladas al combustible. El empleo de aditivos disminuye los sedimentos e incrustaciones durante la combustin en el cilindro, reduce las sustancias nocivas contenidas en los gases de escape e impide incrustaciones perjudiciales en el sistema de combustible. El cambio a combustible sin plomo constituy un hito en el camino hacia gases de escape ms limpios de sustancias nocivas.Con estas medidas se han podido reducir las emisiones desde los aos 1970 en un 80% aproximadamente. Pero nicamente gracias al tratamiento posterior de los gases de escape con el catalizador fue posible observar los valores lmite exigido por la legislatura.

3.2 PRUEBAS QUE SE EFECTAN EN LOS MOTORES: PARMETROS BSICOS Y SU DETERMINACIN, POTENCIA, TORQUE, CONSUMO DE COMBUSTIBLE.A continuacin se describirn estos tres conceptos:PotenciaLa fsica define como trabajo el desplazamiento de un cuerpo por efecto de una fuerza.La potencia es trabajo mecnico que incorpora en su valor el parmetro tiempo. Es decir, la potencia se expresa con un nmero que cuantifica el trabajo efectuado durante un lapso de tiempo. Mientras ms rpido se realiza el trabajola potencia que se desarrolla es mayor.La medida original de potencia se expresa en caballos de fuerza o PS (Pferdestrke), y proviene del sistema mtrico alemn.El valor de 1 PS equivale a levantar 75 kilgramos a 1 metro de altura en 1 segundo, (75 kg x metro/segundo). Su equivalencia en el sistema de medida ingls es el HP (Horsepower).El valor de un PS se diferencia levemente del HP:1 PS = 0.9858 HP.1 HP es igual a levantar 1 libra a 550 pies de altura en 1 segundo.La capacidad de ejercertorquey potencia en un motor es limitada. Depende de la fuerza de expansin que logran los gases en el cilindro. El torque mximo se consigue cuando elrendimiento volumtrico(% de llenado de los cilindros) es mximo.La potencia en trminos generales, expresa la capacidadpara ejecutar un trabajo en el menor tiempo posible. Una fuente de energa que puede mover 1 kg de peso por una distancia de 1 metroen un slo segundo es ms 'potente' que otra capaz de desplazar el mismo peso en 2 segundos.TorqueEl torque o par es el nombre que se da a las fuerzas de torsin. Para que la torsin exista se requieren 2 fuerzas (par), que se ejercen en sentido opuesto.El valor del par depende del radio de accin de la fuerza (brazo). La mayor o menor torsin que genera una fuerza, depende de la distancia al punto de pivote. A mayor brazo mayor par.

Par de TorsinEl par o torque es un nmero que expresa el valor de la fuerza de torsin. Se expresa en kilos x metros. Es decir, si ejercemos una fuerza de 1 kilo con un brazo de 1 metro el torque o par ser de 1 kilo x metro (1 kilogrmetro).En un motor de pistones la capacidad de ejercer fuerza de torsin es limitada. Depende de la fuerza de expansin mxima que logran los gases en el cilindro. El torque mximo se consigue cuando elrendimiento volumtricoes mximo y por lo tanto, se dispone de mayor temperatura para expandir los gases.Los motores de mayor tamao estn equipados con cigeal de brazo ms largo. Esto les da la posibilidad de ejercer igual par de torsin con menos fuerza de expansin de los gases.

Consumo De Combustible.El consumo de combustible horario es funcin de gran nmero de factores no fcilmente mesurables, entre los que pueden citarse: potencia de la mquina, ciclo de trabajo efectivo, experiencia de los operadores, condiciones mecnicas de diseo y operacin, altura sobre el nivel del mar a la que opera, etc.El consumo de combustible horario de una mquina de combustin interna se determina mediante la medicin fsica directa en las condiciones particulares a las que va a trabajar, a mquina cuando sea posible. Cuando no sea factible hacer lo indicado en la proposicin anterior, utilice la Tabla de GRUPOS DE EQUIPOS para obtener el grupo de maquinaria a la que pertenezca la considerada, para a continuacin utilizar las expresiones correspondientes de la tabla anexa mediante las cuales se calcula el consumo/hora de cada mquina.A partir del grupo seleccionado, de acuerdo con la POTENCIA NOMINAL de la mquina considerada, expresada en caballos de potencia (H.P.), el consumo de combustible horario en litros / hora estar dado por las ecuaciones.

3.2 VARIABLES DE OPERACIN QUE AFECTAN EL RENDIMIENTO DE LOS MOTORES DISEL, Y DE GASOLINA, TURBINA DE GAS Y MOTORES STIRLING

Un da se levanta en la maana y acciona su auto pero este no funciona... Qu puede estar mal? Ahora que sabe cmo funciona un motor, puede entender las cosas bsicas que mantienen a un motor trabajando. Hay tres cosas fundamentales que pueden ayudar a mantener la mquina mal funcionando: una mala mezcla de combustible, falta de condensacin o falta de chispa. Detrs de esto hay cientos de cosillas que pueden provocar problemas, pero estas son el "gran rbol". Basados en el motor simple del que hemos estado hablando, he aqu una gua rpida de esos problemas que afectan su mquina:* Mala mezcla de combustible: una mala mezcla de combustible puede ocurrir de varias maneras. Quizs usted est sin gas, y la mquina est recibiendo aire pero no combustible. O el aire succionado podra estar siendo estorbado y tendra combustible pero no aire. O el sistema de combustible puede estar entregando mucho o poco combustible a la mezcla, haciendo que la combustin no opere normalmente. O puede haber impurezas en el combustible (como agua en su tanque de gas) que hace que el combustible no se queme.* Falta de compresin: si la carga de aire y combustible no puede ser comprimida apropiadamente, entonces el proceso de combustin no funciona como debera. Esto puede ocurrir si 1) sus anillos del pistn estn trabajando mal (permitiendo que el aire/combustible atraviese el pistn durante la compresin), o 2) si las vlvulas de succin o descarga no estn sellando apropiadamente, o 3) el cilindro tiene un orificio. El "orificio" ms comn en un cilindro ocurre en la parte superior del cilindro (lo que sostiene las vlvulas y el generador de chispas) (tambin conocido como la cabeza del cilindro) se ata a s mismo. Generalmente el cilindro y la cabeza del cilindro se unen con una placa entre ellos para asegurar un buen sello. Si la placa se rompe se crean pequeos orificios entre el cilindro y la cabeza y estos orificios causan escapes.* Falta de Chispa: la chispa puede no existir o ser dbil por varias razones. Si su generador de chispas o el alambre conectado a ella est defectuoso la chispa ser dbil. Si el alambre no existe, o el sistema que enva una chispa a travs del alambre no trabaja apropiadamente, no habr chispa. Si la chispa ocurre antes o despus del ciclo el combustible no se encender en el momento apropiado y puede ocasionar una gran gama de problemas. Existen muchas otras cosas que pueden salir mal. Por ejemplo, si la batera est muerta no se puede encender el motor. VARIABLES DE OPERACIN QUE AFECTAN EL RENDIMIENTO DE LA TURBINA.

La entrada de aire comburente requiere de un complejo sistema para acondicionarlo a las necesidades de la turbina y obtener el mejor rendimiento. El sistema de aire de admisin tiene principalmente dos funciones: filtrar el aire, de manera que el polvo ambiental o cualquier otro residuo nocivo no entre a la turbina y cause diversos problemas, y aumentar la densidad del aire enfrindolo y/o humedecindolo.Las averas que se detectan en el sistema de aire de admisin son las siguientes:

Corrosin en la estructura que soporta los filtros (casa de filtros), generalmente por una mala eleccin de los materiales de dicha estructura, de las pinturas y recubrimientos protectores o por no atajar a tiempo la corrosin en sus etapas iniciales.

Incendios en filtros, ya que son un material altamente inflamable.Los trabajos de soldadura o corte, o negligencias diversas suelen estar detrs de este grave problema.

Prdida de estanqueidad, de forma que parte del aire que ingresa a la turbina lo hace sin atravesar los filtros.

Rotura de filtros, que har que el aire no atraviese el material filtrante a acceda a la turbina sin eliminar las partculas slidas en suspensin. Bloqueo de los filtros por obstruccin total de sus poros. Una falta de caudal de aire de entrada puede provocar a su vez otros problemas, como la entrada en bombeo del compresor o el colapso de la casa de filtros por excesivo vaco.

Suciedad (fouling).Las partculas que atraviesan el sistema de filtrado se pueden depositar en los labes y provocar dos efectos: cambian la aerodinmica del labe, y por tanto, afectan negativamente al rendimiento del compresor, y desequilibran la turbina. Por ello, las turbinas deben ir dotadas de sistemas de limpieza automticos, que peridicamente introduzcan una mezcla de agua y detergente en el compresor y retiren esta suciedad.

Congelacin de agua en las primeras filas de labes fijos.Cuando la temperatura baja por debajo de un determinado valor y la humedad ambiental es alta, puede producirse la congelacin de la humedad contenida en el aire de entrada a la turbina. El hielo formado se deposita en los primeros labes de la turbina, que en muchos casos son de ngulo variable, provocando una dificultad para su movimiento y un cambio en su forma aerodinmica.El fallo se evita fcilmente utilizando adecuadamente el sistema anti-hielo, que consiste en la elevacin de la temperatura del aire introduciendo calor (vapor o gases de escape de la turbina). Entrada en bombeo (compresor surge).El fenmeno de bombeo aparece cuando por algn problema en la admisin de aire (bloqueo del filtros, por ejemplo) la admisin de la turbina queda con un nivel de vaco alto, de manera que el aire comprimido en el compresor retorna hacia la entrada hasta hacer aumentar la presin; en pocos segundos, vuelven a originarse un fuerte vaco, y el aire vuelve a retornar, repitindose el proceso de forma intermitente. Cuando ocurre, la avera que puede llegar a originarse es grave, y por ello la turbina debe ir equipada con los sistemas rompe vaco correspondientes. Entrada de un objeto extrao (FOD) o rotura de elemento interno (DOD).Uno de los fallos ms dainos y fciles de prevenir es el provocado por la entrada de un objeto externo, FOD segn la terminologa habitual (Foreign Objetc Damage). Los efectos que puede tener la entrada de un objeto extrao y los riesgos asociados varan en funcin del tamao y localizacin del objeto. As, objetos pequeos y blandos provocarn pequeos daos o incluso nulos. Por el contrario, si un objeto de cierto tamao ingresa en el interior de la turbina los daos pueden conducir incluso a la destruccin completa de los labes, por la reaccin en cadena que puede provocar.Prevenir este fallo es sencillo. En primer lugar, la entrada de aire debe conservarse siempre en perfecto estado, y debe realizarse una inspeccin peridica para asegurar que ningn objeto extrao puede pasar al interior de la turbina. Pero sobre todo, al realizar mantenimientos programados que supongan la apertura de la turbina o la entrada en la casa de filtros es necesario observar una serie de precauciones: Es conveniente retirar de los bolsillos cualquier objeto que pueda caerse Es necesario tener una lista de las herramientas usadas, y controlar que todas ellas estn en su sitio una vez finalizada la inspeccin, realizando si es preciso un inventario. Limpiar y controlar la casa de filtros antes de abandonar el recinto

VARIABLES DE OPERACIN QUE AFECTAN EL RENDIMIENTO DE LOS MOTORES STIRLING.

Para poder modelar un motor Stirling al ciclo correspondiente necesitamos introducir las irreversibilidades del sistema a nuestros clculos. Las irreversibilidades ms frecuentes son las siguientes: Regeneracin incompleta en los procesos iscoros (los regeneradores usados en estos motores no restituyen ni absorben el total del calor por lo cual en estos procesos se deber considerar las transferencias de calor. Volmenes distintos a los tericos ya que el regenerador ocupa cierto volumen y dentro de l habr una cantidad de gas por lo que los volmenes del ciclo real son menores reduciendo la eficiencia. Los procesos en realidad no son isotrmicos pues la temperatura es difcil de mantener durante la operacin.Aspectos tecnolgicosEsquemas tcnicos y descripcin del equipo

Etapa 1: El gas cede calor a la zona fra externa desde el punto muerto inferior.Etapa 2: El volumen se mantiene constante y la temperatura sube por absorcin de calor en el regenerador.Etapa 3: Se absorbe calor a temperatura constante mientras el gas se expande en la zona caliente del pistn llevndolo a su punto muerto superior.Etapa 4: Por ltimo, manteniendo su volumen, el gas cede calor al pasar por el regenerador hacia la zona fra.Descripcin de elementos principalesPistn: Elemento que realiza que produce el trabajo del ciclo.Cilindro: Lmite del sistema que aloja a los componentes del motor.Regenerador: Es el elemento que se encarga de absorber o ceder el calor en los procesos indicados, como se puede ver su uso beneficio en gran medida la eficiencia. Transportador de gas: Es el que obliga al gas a pasar por el regenerador, cuando el volumen aumenta por el calor es desplazado empuja el pistn hasta la carrera mxima y luego regresa llevando el gas hacia la zona fra. Cuando la presin en la zona fra a cado demasiado el desplazado se acerca al pistn empujando al gas de la zona fra a la caliente.Fuentes trmicas (externas): Son las que realizan las transferencias de calor en los procesos isotrmicos.

CONCLUSIN.Despus de conocer los parmetros bsicos de los motores de fluidos compresibles y las pruebas que se realizan, se debe facilitar el comprender cmo afectan las variables de importancia al desempeo de cada una de las mquinas de fluidos compresibles, de esta forma el anlisis de estos puntos crticos debe observarse facilitado.

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