MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA 2

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MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA 2

  1. 1. El Cigüeñal El cigüeñal es la pieza del motor que recoge el esfuerzo de la explosión y lo convierte en par motor a determinadas revoluciones. Durante su funcionamiento está sometido a los violentos esfuerzos provocados por las explosiones y las reacciones debidas a la aceleración de los órganos dotados de movimiento alternativo. Por esta causa se construye generalmente por proceso de estampación, de acero cementado y templado, con aleaciones de níquel y cromo. En su proceso de fabricación tienen una gran importancia los tratamientos térmicos que se aplican a determinadas superficies del cigüeñal, como el temple superficial que se da a las muñequillas y apoyos de bancada, llamado "flameado" o nitruración. Un procedimiento moderno es el proceso de endurecimiento superficial mediante calentamiento eléctrico y posterior enfriado, en una capa suficientemente gruesa, con el que se obtiene un aumento de la resistencia a la fatiga. En la figura 1 se ha representado un cigüeñal para motor de cuatro cilindros en línea, en el que pueden distinguirse los apoyos de bancada A, que fijan el cigüeñal a la misma por medio de sombreretes, con interposición de casquillos de antifricción, como en el caso de las bielas. A los codos o muñequillas B se unen las cabezas de biela y en su prolongación, oponiéndose a ellos, se encuentran los contrapesos H, que equilibran el cigüeñal. Su peso es aproximadamente el del codo.En uno de los extremos del cigüeñal se forma el plato C, al que se le une el volante de inercia por medio de tornillos roscados en los agujeros D. En E existe un orificio con casquillo de bronce, donde apoya el eje primario de la caja de velocidades, sobre el que se monta el disco de embrague, que ha de transmitir el movimiento del cigüeñal a las ruedas. En F se monta un piñón por mediación de chavetero o a rosca, del que se saca movimiento para el árbol de levas. En G se monta una polea, también por mediación de chavetero, que da movimiento generalmente a la bomba de agua y al generador de energía eléctrica. El cigüeñal presenta una forma característica, en la que las dimensiones correspondientes a los codos se calculan en función de las cargas que deben soportar los cojinetes, la velocidad de régimen y la rigidez que es necesario obtener para evitar las vibraciones torsionales. El número de muñequillas y su situación depende del tipo de motor (número de cilindros y disposición de los mismos), como ya se vio. La separación entre los codos viene impuesta, asimismo, por la disposición de los cilindros y, además, por el número de apoyos de bancada, que a su vez se determinan en función de las características de construcción del cigüeñal y de los esfuerzos a que ha de estar sometido. Actualmente, es corriente el empleo de cigüeñales con cinco apoyos, en los motores de cuatro cilindros, aunque en muchos casos, es suficiente con tres. Los cigüeñales para motores de seis cilindros suelen disponer de cuatro apoyos de bancada.
  2. 2. El ancho de estos apoyos y su diámetro, guarda una estrecha relación con los esfuerzos que ha de soportar. Al aumentar la superficie de apoyo, para una misma fuerza aplicada a ella, resulta un menor esfuerzo unitario sufrido. Generalmente, el apoyo más cercano al volante suele ser de mayor superficie. Este apoyo, o el central en otros casos, está provisto de unos cojinetes axiales en su acoplamiento a la bancada (Figura 2), con forma de media luna, que limitan el desplazamiento axial del cigüeñal cuando se acciona el mecanismo del embrague. Los cigüeñales van taladrados convenientemente desde los codos a los apoyos, como muestra la figura 1, para permitir el engrase de los mismos. El aceite que se hace llegar a presión a los apoyos de bancada, pasa desde éstos, por el interior del cigüeñal hasta los codos, desde los cuales es salpicado al exterior después de engrasar las articulaciones, formando la correspondiente película de aceite como ya se verá. Bobina de encendido Función La bobina de encendido transforma el voltaje de la batería en el alto voltaje que se necesita para producir la chispa. La bobina de encendido consta de un electroimán (bobina primaria o primario) y de una bobina de alta tensión (bobina secundaria o secundario). Cuando se conecta la corriente a través de la bobina primaria, se induce un campo magnético. Cuando se desconecta la corriente, dicho campo desaparece bruscamente. Este cambio del campo magnético crea una tensión inducida en la bobina secundaria lo suficientemente grande como para ionizar la mezcla. . La mezcla ionizada es conductora con lo que se establece una corriente eléctrica a través de la bujía. Sistemas con distribuidor Las bobinas de encendido que se usan en combinación con un distribuidor consisten en una bobina primaria y una secundaria. La alta tensión inducida en la bobina secundaria se conecta a una de las bujías la cual es seleccionada por el distribuidor.
  3. 3. Bobinas de encendido de chispa perdida La bobina secundaria tiene dos puntas de salida. En una bobina de encendido normal una de estas salidas suministra la alta tensión. La otra salida se conecta al terminal positivo (15) ó al negativo (1) de la bobina primaria. En una bobina de encendido de chispa perdida cada una de las dos salidas se conecta a una bujía. Por lo tanto, saltará simultáneamente una chispa en cada una de las dos bujías. bobina de encendido de chispa perdida en un bobina de encendido de chispa perdida en un motor de 4 tiempos y 2 cilindro motor de 4 tiempos y 4 cilindros Para poder suministrar las cuatro chispas de un motor de 4 cilindros, se necesitan dos bobinas de encendido. La figura siguiente (izquierda) muestra una bobina de encendido para dos bujías. La bobina de encendido de la derecha incluye dos de éstas. Esta bobina de encendido alimenta a cuatro bujías.
  4. 4. Encendido secuencial Los sistemas de encendido secuencial se caracterizan por no utilizar distribuidor y utilizar una bobina de encendido por cilindro. Cada bobina de encendido está controlada individualmente por la unidad de control. Especificaciones para bobina de encendido resistencia primario: ± 0,3 - 2 ohms secundario ± 5k - 20k ohms voltaje de alimentación: 12 V intensidad limitada a: ± 7A Control eléctrico La corriente que atraviesa la bobina primaria induce un campo magnético. Cuando se desconecta la corriente, dicho campo desaparece bruscamente. Este cambio del campo magnético crea una tensión inducida que genera la chispa. La intensidad antes de desconectar la corriente debe ser lo suficientemente grande para producir una gran variación del campo magnético, cuando dicha desconexión se haga efectiva. Para ello, la corriente a través de la bobina primaria se controla electrónicamente. El módulo de encendido se alimenta mediante un circuito limitador de corriente. Combinando este circuito con una bobina de encendido de baja resistencia, la intensidad no depende de la tensión de la batería. Las imágenes de osciloscopio A y B muestran un ejemplo del voltaje medido en el primario para dos circuitos limitadores de corriente distintos. Mientras esté desconectada la corriente a través de la bobina, el voltaje en en el módulo de encendido es 12 Volts. Cuando se conecta la corriente, el voltaje cae a 0 Volts. A partir de este momento, la intensidad crece hasta alcanzar el valor límite. Tal como aumenta el voltaje del módulo de encendido, el voltaje en la bobina primaria disminuye. Ello produce la corriente límite de la imagen A de osciloscopio. En la imagen B de osciloscopio, el módulo de encendido conecta y desconecta la corriente para limitarla.
  5. 5. Diagnosis eléctrica Estático Para realizar estas medidas debe conectarse el encendido. Medidas Medir la resistencia del primario y secundario de la bobina de encendido. Medir el voltaje en el terminal positivo del módulo de encendido. El voltaje debe ser el mismo que el de la batería. Resultado El voltaje es menor que el de la batería. o desconectar el terminal positivo y repetir la medida Resultado El voltaje es igual que el de la batería. o comprobar la resistencia de la bobina primaria de la bobina de encendido o comprobar el módulo de encendido o comprobar el cableado entre el módulo de encendido y la bobina de encendido Resultado El voltaje sigue siendo menor que el de la batería. o comprobar la llave de contacto de encendido o comprobar el cableado entre la llave de contacto de encendido y la bobina de encendido Dinámico Poner en marcha el motor y medir, con un osciloscopio, el voltaje en el primario. Resultado 0 V o comprobar la alimentación.
  6. 6. 12 V o comprobar el módulo de encendido Diagnosis mecánica No disponible para este sujeto.

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