Sistema de Refrigeración.
Como podrás entender los motores deben ser refrigerados para que no ocurra lo que le ha pasado a la ambulancia de nuestros protagonistas. Las altas temperaturas alcanzadas en la cámara de combustión, al producirse el quemado de los gases, hace necesario un sistema de refrigeración, para evitar que gripen las piezas. Para que no ocurra esto, el motor debe permanecer a una temperatura que oscile entre los 85 y 120 grados aproximadamente. De mantener esta temperatura se encarga el sistema de refrigeración.
Un motor puede ser refrigerado por aire o por líquido, veamos en primer lugar la refrigeración por aire.
Refrigeración por aire
Este tipo de refrigeración está en desuso, se emplea principalmente en motocicletas.
A los elementos del motor se les añade unas aletas, para aumentar la superficie de refrigeración. Cuando el vehículo está en funcionamiento, el aire al pasar por las aletas evacua el calor. Las aletas de más longitud, son las que están más cerca de la cámara de combustión, que es donde se alcanza más temperatura.
El aire que pasa por las aletas puede ser forzado por un ventilador.
Refrigeración por líquido.
Debes saber que los vehículos actuales son refrigerados por líquido refrigerante y que se trata de un circuito cerrado entre el motor y el radiador. Este circuito está lleno de líquido refrigerante que es impulsado por una bomba. El líquido refrigerante rodea las paredes del cilindro y de la cámara de combustión para evacuar el calor. La bomba toma el líquido de la parte baja del radiador y lo hace circular hasta el motor. El líquido pasa al motor y luego a la parte alta del radiador. Hay que tener en cuenta que un fluido pesa más cuando está frío, que cuando está caliente, esto hace que el líquido refrigerante, baje con más fluidez a la parte baja del radiador al enfriarse.
Veamos a continuación los diferentes elementos del circuito de refrigeración por líquido:
- Radiador
Es el elemento que se encarga de enfriar el líquido refrigerante, procedente del motor.
El radiador está formado por dos depósitos conectados entre si por unos tubos muy finos. Estos finos tubos llevan acoplados unas aletas para aumentar la superficie de refrigeración. El líquido refrigerante entra por uno de los depósitos y pasa a través de los tubos al otro deposito. El aire al chocar con las aletas, evacua el calor y enfría el líquido refrigerante que pasa por los tubos. El radiador está situado normalmente en la parte delantera del vehículo, anclado al chasis mediante soportes elásticos para absorber las vibraciones y situado de tal forma que pueda recibir el aire del exterior. Lleva acoplado un ventilador que en caso que sea necesario impulsa un aire adicional. Antiguamente los radiadores eran de cobre y latón, pero hoy en día la mayoría son de aluminio.
- Ventilador
- Termocontacto
- Bomba
Es la encargada de hacer circular el líquido refrigerante por el circuito.
Esta formada por un cuerpo, que dentro tiene un eje que en sus dos extremos lleva una polea y una turbina. La polea hace girar el eje y este a su vez la turbina, que es la encargada de hacer recircular el líquido refrigerante. La polea gira normalmente mediante la correa de distribución accionada por el cigüeñal. A más revoluciones del motor, más rápidamente gira la bomba.
La bomba se monta atornillada sobre el bloque, con una junta de estanqueidad entre medias para evitar fugas de líquido refrigerante.
- Termostato
El termostato permite que el motor alcance la temperatura óptima en el menor tiempo posible y es el encargado de regular la temperatura del líquido refrigerante. En caso que el termostato este estropeado y permanezca cerrado, el líquido refrigerante no pasaría por el radiador y el motor alcanzaría temperaturas extremas. Por tanto el termostato es un elemento a tener muy en cuenta.
- Botella de expansión
- Líquido refrigerante
Es un compuesto de agua más aditivos cuya función es mantener el circuito de refrigeración en perfecto estado de funcionamiento, sin grietas ni fisuras. Los aditivos que se le añaden hacen que no haya herrumbre, cal etc. Estos aditivos elevan el punto de ebullición y el de congelación.
- Manguitos
- Indicador de temperatura
En todo motor hay un sensor de temperatura situado en el circuito de refrigeración y roscado al bloque. Este sensor cuando se llega a la temperatura crítica manda una señal eléctrica al cuadro de mandos en el cual se enciende una luz testigo avisando del calentamiento del motor. El cuadro de mandos normalmente dispone de un reloj de temperatura
Calefacción del vehículo.
¿Qué frío? ¿Qué pasa no tienes calefacción? Ponla por favor, que me estoy helando. Supongo que estas frases te resultaran familiares. ¿Nunca has puesto la calefacción del coche en invierno?
El circuito de calefacción del vehículo está compuesto por un radiador, un ventilador y está unido al sistema de refrigeración mediante manguitos. El líquido refrigerante proveniente del motor, circula por el radiador de la calefacción y es enviado otra vez al sistema de refrigeración del motor. Cuando se acciona el ventilador, el aire que se calienta al pasar por el radiador de la calefacción, es impulsado al interior del habitáculo.
En el cuadro de instrumentos el conductor dispone: De un selector de velocidad, para aumentar la velocidad del ventilador de la calefacción, de una serie de trampillas que hacen circular el aire a diversos espacios del habitáculo y de un interruptor que permite el paso o no del liquido refrigerante al radiador de la calefacción y evitar que pase aire caliente si no se desea.
Averías del sistema de refrigeración y su verificación.
Tienes que tener en cuenta que el circuito de refrigeración es de vital importancia en la vida del motor del automóvil. Es importante que conozcas las causas por las cuales este circuito empieca a fallar. Las averías en el circuito de refrigeración suelen producirse por un calentamiento del sistema o por fugas del líquido refrigerante, bien por mal uso del sistema o por el desgaste de elementos debido al paso del tiempo. Para intentar evitar averías, el líquido refrigerante del vehículo debe sustituirse periódicamente y según indicaciones del fabricante. El depósito de expansión debe ser revisado regularmente y comprobar que el nivel esté entre el mínimo y el máximo.
El calentamiento del sistema, produce que el motor alcance temperaturas extremas que pueden llegar al gripaje. En el momento que el indicador de temperatura nos avise del calentamiento, el vehículo debe ser inmoviliz ado y en caso de urgencia extrema, rellenar el circuito con líquido o agua si estuviera vacío, intentar tapar la fuga y reanudar la marcha, llevando a revisar el vehículo en el menor tiempo posible.
Perdidas de líquido refrigerante
Las pérdidas de líquido refrigerante se detectan en la botella de expansión, si se observa que el nivel baja del mínimo. Lo primero que debemos hacer es observar si hay líquido refrigerante en el suelo. Si no se observan fugas revisaremos el sistema de refrigeración. Los manguitos pueden presentar grietas o fugas en sus uniones. La bomba de agua pierde estanqueidad por la junta o por la avería de alguna de sus piezas. El radiador puede presentar picaduras en sus aletas. La junta de culata puede quemarse por calentamiento; miraremos que no hay aceite en el depósito de expansión, si hay aceite hay que sustituir la junta. En caso que haya líquido en el interior del habitáculo, es debido al radiador de la calefacción, hay que sustituirlo.El bloque motor dispone de unos tapones para evitar fisuras en caso de temperaturas extremas, estos tapones con el paso del tiempo se pican y tienen fugas de líquido.
Hay una herramienta que nos permite comprobar que el sistema no presenta fugas. Se acopla un tapón estanco, en la botella de expansión o el radiador, el tapón va unido a una bomba de presión con un manómetro. Aplicamos una presión de 1 bar al circuito y observamos que la presión no baja durante unos minutos, en caso de que baje la presión hay fuga en el circuito.
En algunas ocasiones las fugas se producen cuando el motor está en marcha y el líquido aumenta de temperatura, pues los cuerpos con el calor se dilatan. Por tanto para comprobar si hay perdidas pondremos el vehículo marcha revisando cada uno de los componentes del circuito. Observaremos con el motor caliente y acelerando que no se forman burbujas en el depósito de expansión. Si se forman burbujas hay que cambiar la junta de culata. Nunca se debe abrir el tapón de la botella de expansión con el motor en caliente, por que corremos riesgo de salpicaduras.
Calentamiento del sistema
El sistema de refrigeración, dispone de un sensor, que envía una señal al cuadro de mandos, incendiendo una luz que nos avisa del sobrecalentamiento, en ese momento el vehículo debe ser inmovilizado.
Esto puede producirse por diversas causas:
- Observamos si enciende el ventilador del sistema. En caso que no se encienda, lo conectaremos directamente a batería para comprobar si es el motor del ventilador o el circuito eléctrico.
- Haremos una inspección visual del radiador, verificando que no tiene insectos o suciedad que disminuyan su rendimiento. Comprobar los apoyos del radiador y las conexiones de entrada y salida.
- Otro motivo del calentamiento del sistema es que el termostato no permita el paso del líquido refrigerante al radiador, en cuyo caso sustituiremos el termostato. Podemos tocar el manguito de entrada al radiador con el motor en marcha y comprobar su temperatura.
- Si encontramos suciedad en el circuito, de tal forma que el líquido refrigerante, no circula con la velocidad y el caudal necesario, la temperatura del motor aumenta y el circuito se calienta. Hay limpiar el circuito y cambiar el líquido refrigerante. Un mal funcionamiento de la bomba de agua puede hacer que el líquido refrigerante no circule de forma correcta.
Hay que comprobar las conexiones a masa, pues una mala conexión, hace que la corriente eléctrica circule por el circuito y derivar en electrólisis, deteriorando el líquido refrigerante y dañando los componentes del sistema. Comprobar también que los bornes de la batería no estén sulfatados.
Debemos tener en cuenta que puede darse el caso que el sensor de temperatura o la señal testigo tengan un mal funcionamiento y no nos avisen de un sobrecalentamiento del sistema.
La señal testigo del cuadro de mandos puede encenderse por un mal contacto y que el circuito no se caliente.
Sistema de lubricación.
Debes tener en cuenta que los componentes móviles del motor están en constante rozamiento y tienen que estar lubricados para evitar el desgaste y el agarrotamiento. Las superficies, por muy lisas que parezcan, siempre tienen rugosidades que al estar en frotamiento aumentan la temperatura y pueden hacer gripar el motor. El sistema de lubricación es el encargado de mantener lubricados dichos componentes y evitar que se agarrote el motor. Para ello interpone una capa de aceite entre las dos piezas metálicas y el rozamiento entre ellas es más suave. Aparte de lubricar el motor, el sistema de lubricación también evacúa el calor, mantiene limpio el motor y ayuda a los segmentos para que no hay fugas de compresión en los cilindros.
El aceite acumulado en el carter es aspirado por la bomba, pasa por el filtro donde se retienen las impurezas, luego pasa por un enfriador, de aquí pasa a la rampa principal y a los demás elementos del motor. Después de llegar a los componentes del motor el aceite cae al carter para empezar un nuevo ciclo. El enfriador es el radiador del que hablan los personajes de nuestra historia.
Tienes que tener muy en cuenta que el funcionamiento y la vida del motor, viene condicionado por el buen funcionamiento del circuito de lubricación. Es muy importante la calidad del aceite y el buen uso de este.
En todo motor es necesario cambiar el aceite y filtro. Este cambio debe hacerse según nos indique el fabricante del vehículo. El motor dispone de una varilla con indicadores para la comprobación del nivel de aceite.
Componentes del sistema de lubricación.
El sistema o circuito de lubricación está compuesto fundamentalmente por los siguientes elementos:
Carter, bomba, válvula de descarga, filtro, manocontacto de presión de aceite y circuito de de ventilación del carter. En algunos vehículos podemos encontrar otros componentes como los enfriadores o intercambiadores.
- Carter
Es el elemento donde se almacena el aceite del circuito, está fabricado en aleaciones de aluminio para evacuar mejor el calor. En su parte más baja hay un tapón roscado para poder vaciar el aceite.
- Bomba
Es la encargada de recoger el aceite del carter y enviarla a cada una de las canalizaciones del circuito, es impulsada por el motor y debe mandar el aceite con la suficiente presión y caudal.
La bomba está inmersa en el aceite del carter, dispone en uno de sus extremos de un tamiz que filtra las impurezas y mediante un engranaje absorbe el aceite que es impulsada al circuito de lubricación. Hay distintos tipos de bombas de aceite: de engranaje, de rotores, etc.
- Válvula de descarga
Va situada dentro de la bomba, su misión es controlar la presión del circuito, hace regresar el aceite al carter en caso de sobrepresión.
- Filtro
Como su nombre indica es el encargado de filtrar de impurezas el aceite del circuito. Está compuesto por una carcasa dentro de la cual hay un componente filtrante. Se acopla al bloque motor de forma roscada. El filtro de aceite debe sustituirse periódicamente y según indicaciones del fabricante.
- Manocontacto presión de aceite
Avisa de la falta de presión en el circuito, mandando una señal eléctrica, que enciende una lámpara en el cuadro de mandos del vehículo.
El manocontacto va roscado al bloque motor.
- Circuito de ventilación del carter
Cuando se realiza la compresión y la combustión en los cilindros, se producen fugas de gases y vapores que pasan al carter, se condensan y ensucian el aceite. El carter dispone de un circuito de aireación por el que son evacuados dichos gases y son mandados al colector de admisión para que sean quemados con los gases frescos.
- Varilla de nivel de aceite
- Enfriadores de aceite
Debido al aumento de elementos, que se han ido agregando al motor y que tienen que ser lubricados, el aceite sufre un sobrecalentamiento, por lo que es necesario el uso de enfriadores.
Podemos encontrar dos tipos de enfriadores o intercambiadores de calor de aceite: Intercambiador aire-aceite e intercambiador aguaaceite.
- Intercambiador aire-aceite
Consiste en un radiador por el cual se hace circular el aceite, al circular el aire a través de sus aletas enfría el aceite. Suele estar situado en la parte delantera para permitir mejor el paso del aire.
- Intercambiador agua-aceite
Está compuesto por dos cámaras: por una de ellas, pasa el líquido refrigerante proveniente del circuito de refrigeración y por la otra cámara pasa el aceite, de tal forma que el aceite toma la temperatura del líquido refrigerante.
Aceite.
Es un fluido que se encuentra formado en la naturaleza, como el petróleo, o que se obtiene por destilación de minerales. El buen uso del aceite, es de fundamental importancia, en la vida del motor y sus elementos auxiliares.
En la fabricación del aceite, se añaden aditivos, que hace que adquiera ciertas características, necesarias para el mejor rendimiento del motor.
Tipos de aceite
- Aceite mineral. Es el que se encuentra formado en la naturaleza, se obtiene del petróleo.
- Aceite sintético. Se obtienen químicamente en los laboratorios, tiene mejor rendimiento que los aceites minerales. Existe otro tipo de aceite llamado semisintético que es una mezcla del mineral y el sintético.
Clasificación de los aceites
Una de las formas de clasificar los aceites es según su viscosidad. Para comprobar la viscosidad se introduce el aceite a cierta temperatura en un viscosímetro y se le deja caer midiendo el tiempo que tarda en fluir, para su mejor comprensión y a modo de ejemplo podríamos compararlo con el funcionamiento de un reloj de arena.
La clasificación del aceite se realiza según varias organizaciones.
- SAE (Sociedad Americana de Ingenieros del Automóvil).
- API (Instituto Americano del Petróleo).
- ACEA (Asociación de Constructores Europeos de Automóviles).
Clasificación según SAE
El más utilizado, mide el grado de viscosidad del aceite y la temperatura mínima de uso.
Hay aceites monogrado y multigrado, los monogrado se indican con una sola cifra. Ej. SAE 20W. El 20 hace referencia a la temperatura en frío y la W (Winter) es invierno en inglés.
Los aceites multigrado son los más utilizados, se indican con dos cifras Ej. SAE 20W50. El 20W igual que en los monogrado y el 50 hace referencia al grado de viscosidad cuando la temperatura es elevada. Los aceites multigrado mantienen las propiedades del aceite en grandes intervalos de temperatura.
Clasificación según API
Esta clasificación controla la calidad del aceite. Se utiliza la letra S para motores de gasolina y C para motores diesel. Detrás de dicha letra, aparece otra letra, que indica el nivel de calidad del aceite. Ej. API SJ es un aceite para gasolina (S) con calidad J. Según vallamos avanzando en el abecedario, la calidad sería mejor, es decir un aceite API SL sería de mejor calidad que un aceite API SJ.
Un aceite puede servir a la vez para motores de gasolina y diesel Ej. API SJ/CF.
Clasificación según ACEA
Controla la calidad del aceite. El aceite viene definido por la letra A para motores de gasolina y B para motores diesel. Detrás de dicha letra aparece un número que indica el nivel de calidad del aceite, si el número es mayor aumenta la calidad del aceite. Ej. ACEA A3/B3.
Mantenimiento, averías del sistema de lubricación y su verificación.
El sistema de lubricación dispone de una serie de elementos que nos informan de su buen funcionamiento. La comprobación del nivel de aceite se hace mediante una varilla que tiene en uno de sus extremos unas indicaciones de nivel. Dicha comprobación hay que hacerla con el motor frio y el vehículo en un sitio llano. Algunos vehículos dispones de indicadores digitales de nivel en el cuadro de mandos.
Mantenimiento
El cambio de aceite y filtro debe hacerse según indicaciones del fabricante. Hay ciertos automóviles que nos avisan que hay que realizar el cambio de aceite mediante el cuadro de mandos. El nuevo aceite debe ser de las mismas características que el usado. El vaciado del aceite se puede realizar: mediante aspiración, para lo cual necesitamos un equipo especifico o quitando el tapón del carter y dejando que caiga el aceite. Este proceso es mejor realizarlo con el vehículo en caliente, pues el aceite es más fluido. Para cambiar el filtro de aceite necesitamos un útil específico, la junta de goma del nuevo filtro se tiene que untar con un poco de aceite, para asegurar su estanqueidad y a la hora de apretar el filtro, lo haremos apretando con la mano. El tapón del carter tiene una arandela que hay que sustituir en cada cambio de aceite. El aceite usado tiene que ser depositado en contenedores que cumplan las normas medioambientales.
Averías
Las averías en el circuito de lubricación pueden ser por consumo excesivo, por fugas o por presión.
El consumo excesivo de aceite se produce por holguras en los elementos del motor: Falta de estanqueidad en los cilindros, eje del turbo, cojinetes, juntas, retenes etc.
Si las averías son por presión tendríamos que desmontar el manocontacto y poner un manómetro en su lugar, con el motor a temperatura normal. Si hay demás de presión, alguna canalización esta obturada o la válvula de descarga está defectuosa. Si la presión es menor: falta de aceite, aceite en mal estado, bomba defectuosa, holguras, filtro o tamiz de la bomba atascados.
Las fugas de aceite suelen dejar manchas en el suelo y se producen por falta de estanqueidad del circuito. Hay que revisar los componentes.
En el momento que el indicador del cuadro de mandos nos avise de la perdida de aceite, el vehículo debe ser inmovilizado y en caso de urgencia extrema, rellenar el circuito con aceite, intentar tapar la fuga y reanudar la marcha, llevando a revisar el vehículo en el menor tiempo posible.
Sistema de admisión de aire y escape de gases.
Como comentan nuestros protagonistas, para el buen funcionamiento de cualquier motor es necesaria una correcta mezcla de aire combustible. El circuito de aire es el encargado de hacerlo llegar desde el exterior hasta la cámara de combustión. Una vez quemados los gases deben ser evacuados al exterior por medio del circuito de escape. Veamos a continuación los componentes del circuito de aire.
Filtro de aire
En el ambiente hay impurezas que aunque no sean visibles al ojo humano pueden dañar los elementos del circuito de alimentación del vehículo. Para ello se hace necesario el filtrado del aire. La misión del filtro es hacer pasar el aire, reteniendo las impurezas. El filtro es un cartucho de papel plegado ubicado en una carcasa con tapa.
El filtro varía de forma y tamaño según el vehículo, es intercambiable y debe sustituirse según recomendaciones del fabricante. El no sustituir el filtro en el tiempo y kilometraje recomendado puede ocasionar un mal funcionamiento del motor: tirones, calados etc.
Colector de admisión
Es el encargado de hacer llegar los gases al interior de la cámara de combustión. Va atornillado a un lateral de la culata y lleva interpuesto una junta para asegurar la estanqueidad. El aire entra en la cámara por la depresión que realizan los pistones al realizar el tiempo de admisión. Su diseño facilita la rápida entrada de aire.
¿Y sabes cuáles son los elementos del circuito de escape?
Colector de escape
Su misión es la de evacuar los gases de la cámara de combustión y llevarlos hasta el tubo de escape. Como el colector de admisión va roscado a un lateral de la culata interpuesto por una junta. Puede ir al mismo lado en el mismo lado o al lado contrario del colector de admisión. Su diseño facilita la rápida evacuación de gases de escape.
Tubo de escape
Es el encargado de expulsar los gases de escape al exterior. Normalmente esta divido en dos o tres partes. Se unen a la carrocería mediante uniones elásticas para impedir la transmisión de vibraciones.
Sistemas de alimentación. Funcionamiento, técnicas básicas de mantenimiento.
La publicidad y el marketing hacen que los fabricantes designen a los motores del los vehículos con distintas siglas para llegar al cliente. Debes saber que el motor está sometido a diferentes estados de funcionamiento: arranque, ralentí, máxima potencia etc. El sistema de alimentación del vehículo, es el encargado de hacer llegar a los cilindros, la mezcla aire-combustible en la proporción adecuada. La relación de la mezcla, es de 14,7 gramos de aire por 1 de gasolina, para los motores Otto. Para los motores diesel, la relación de la mezcla, es de 18 gramos de aire por 1 de gasoil. Como puedes observar, la relación de la mezcla, es uno de los factores por el cual los motores de gasoil, tienen menor consumo que los de gasolina.
Hoy en día la alimentación del motor es mediante inyección, aunque hace unos años los motores de gasolina eran alimentados por carburador
Podemos encontrar varios tipos de inyección:
- Según su gestión:
- Inyección mecánica: La gestión de la inyección se hace mecánicamente.
- Inyección electrónica: La gestión la realiza una unidad de control.
- Según el nº de inyectores:
- Inyección monopunto: Un solo inyector.
- Inyección multipunto: Un inyector por cilindro.
- Según el lugar de aportación del combustible:
- Inyección directa: El combustible se inyecta directamente en la cámara de combustión.
- Inyección indirecta: El combustible se inyecta antes de la cámara de combustión.
Como sabes los motores pueden ser alimentados por gasolina o gasoil, por tanto distinguiremos entre los sistemas de alimentación diesel y los sistemas de alimentación gasolina.
Sistemas de alimentación Diesel.
Antiguamente la alimentación diesel era mediante inyección indirecta, pero actualmente en el mercado los sistemas de alimentación diesel son de inyección directa.
Dentro de la Inyección Electrónica diesel, tenemos que distinguir tres tipos de Inyección Directa: Bomba de inyección rotativa, Raíl común (Common Rail) e Inyector-bomba.
Algunos componentes del circuito son análogos para estos tres sistemas de alimentación.
Depósito
Normalmente va situado en la parte posterior del vehículo, debajo de los asientos traseros. Dispone de un orificio de llenado, que se comunica con el exterior y de un orificio de respiración, para que no se produzca vacío, cuando es aspirado el combustible. Dentro del depósito se encuentra el aforador y la bomba, que es la encargada de aspirar el combustible.
Aforador
Va situado dentro del depósito. Su misión es controlar la cantidad de combustible que hay en él. Lleva una bolla o flotador, que sube o baja según aumente o no el combustible. Manda una señal al cuadro de mandos según el nivel que tenga la bolla.
Bomba
La electrobomba, aspira el combustible del depósito y lo manda al resto del circuito. Funciona continuamente e independiente al giro del motor. Está sumergida dentro del depósito.
Filtro
Su misión es eliminar las impurezas del circuito. En los circuitos de alimentación diesel es muy importante un filtrado exhaustivo del circuito para eliminar todo tipo de partículas, pues el combustible es pulverizado finamente por los inyectores. Es importantísimo cambiar el filtro según indicaciones del fabricante, en caso contrario puede dañarse algún elemento del circuito debido a las impurezas.
Calentadores
También llamados bujías de incandescencia. Su función es calentar la cámara de combustión. Los calentadores, disponen de una resistencia eléctrica, que se pone en funcionamiento al accionar la llave de contacto. Van roscados en la culata. La unidad de control es la que desconecta los calentadores cuando considera que han cumplido su cometido.
Unidad de Control (U.C.)
Este módulo electrónico es el encargado de controlar el circuito en los distintos estados de funcionamiento del motor. Recibe información mediante sensores (revoluciones del motor, pedal del acelerador...) y manda una señal a los actuadores (inyectores, bomba de alta presión...).
Los vehículos disponen de un conector de autodiagnosis, que en caso de averías conecta la U.C. a un equipo informático que nos informa del problema a resolver.
Raíl común (Common Rail).
Se trata de una inyección electrónica, directa y multipunto.
Veamos los distintos componentes del circuito:
- Bomba de alta presión
Recibe el combustible, lo comprime y lo manda a la rampa común.
Regulador de presión Es una válvula que se encarga de mantener la presión en el raíl común. Tiene un conducto de entrada y uno de salida. En caso de sobrepresión abre el conducto de salida y envía el combustible al depósito.
- Raíl Común
Es el encargado de mantener el combustible a alta presión suministrado por la bomba. El combustible es distribuido desde el Raíl Común a los inyectores. Lleva unido de forma roscada un sensor de presión, que informa en todo momento a la Unidad de Control (U.C). En caso de sobrepresión la U.C. manda una señal al regulador de presión que descarga el combustible al depósito.
- Inyectores
Son los encargados de introducir el combustible de forma pulverizada en la cámara de combustión.
En uno de sus extremos, dispone de una aguja, que abre y cierra una tobera por donde sale el combustible. Dicha aguja sube o baja según la excitación de una bobina. La U.C. según las necesidades del motor, es la encargada de excitar la bobina, para inyectar la cantidad de combustible necesaria en cada momento. La presión de inyección supera los 1500 bares. Hay un inyector por cilindro.
Funcionamiento
La electrobomba aspira el gasoil del depósito y lo manda al filtro y de aquí pasa a la bomba de alta presión, esta manda el combustible a la rampa común y de aquí a los inyectores. La U.C. es la encargada de mandar una señal a los inyectores para que se produzca la inyección.
Inyector-bomba y Bomba de inyección rotativa.
Son sistemas de inyección electrónica, directa y multipunto. Debes saber, que en los sistemas de alimentación diesel hay un circuito de baja presión y otro de alta, el de baja presión comienza desde el depósito, pasando por el aforador, la bomba y el filtro. A partir de aquí el gasoil es altamente comprimido e impulsado, esto lo hace el circuito de alta presión. La diferencia de los sistemas inyector-bomba, bomba inyección rotativa y Common Rail es en el circuito de alta presión. El circuito de baja es igual para todos.
Inyector bomba
Como acabamos de ver el circuito de baja es análogo al common-rail y el cirucito de alta empieza en el inyector bomba. En este sistema se integra la bomba y el inyector en el mismo cuerpo. El inyector bomba es el encargado de introducir el combustible finamente pulverizado en la cámara de combustión. Hay un inyector bomba por cilindro. La U.C, según los regímenes de giro del motor, manda una señal con la cantidad de combustible que tienen que pulverizar los inyectores. Una electroválvula comandada por la U.C. es la encargada de abrir o cerrar el inyector.
El árbol de levas lleva asociado unas levas, que empujan a unos balancines y estos a su vez comprimen la bomba dándole la presión necesaria al combustible. La presión de inyección es superior a los 2000 bares.
Bomba de inyección rotativa
Este tipo de inyección es electrónica, directa y multipunto, aunque en épocas anteriores también fue mecánica e indirecta.
El circuito de alta presión comienza en la bomba de inyección rotativa (bomba de alta presión), que manda el combustible a cada uno de los inyectores.
Esta bomba es la encargada de generar la alta presión del combustible. Tiene una serie de canalizaciones que comunican el combustible con los inyectores. El inyector tiene un muelle de tarado. Cuando la presión supera el tarado del muelle, se abre el inyector y se inyecta el combustible.
Sistemas de alimentación Gasolina.
La alimentación del motor de gasolina consiste en introducir el carburante en la cámara de combustión mediante la inyección aunque no hay que olvidar que históricamente esta alimentación se hacía mediante el carburador.
Todos los motores alimentados por gasolina, disponen de un circuito de encendido, que es el encargado de hacer llegar la corriente a las bujías para que salte la chispa en el momento preciso.
Este circuito de encendido está compuesto por la bobina de encendido, distribuidor, cables de alta tensión y bujías, elementos que se verá más adelante.
Algunos componentes son análogos para los sistemas de alimentación por gasolina: depósito, aforador, bomba, colector de admisión, unidad de control y filtro de aire. Como podrás comprobar estos elementos han sido explicados ya en este tema.
En este tema estudiaremos los sistemas de alimentación de gasolina: Carburador, Inyección monopunto e Inyección multipunto.
Alimentación mediante carburador.
Este tipo de alimentación era empleado antiguamente en los vehículos de gasolina.
El circuito está compuesto por el depósito, el aforador, filtro, una bomba de gasolina mecánica y el
carburador.
Bomba de gasolina
En este tipo de alimentación hay una bomba mecánica, aunque podemos encontrar en algunos modelos dos bombas: una mecánica y otra eléctrica.
Carburador
funcionamiento del carburador está basado en el efecto venturi.
El carburador está formado por un tubo cilíndrico llamado colector, que estrecha el paso del aire para aspirar el combustible. Este estrechamiento se llama difusor o venturi. Dentro del colector y al altura del difusor, se encuentra un pequeño tubo llamado surtidor que es por donde sale la gasolina, en finas gotas. El surtidor está comunicado por finas canalizaciones, con una cuba donde se almacena la gasolina. Dentro de la cuba, hay una bolla o flotador, que mantiene el nivel de la misma mediante una válvula de paso.
En la parte baja del colector hay una mariposa de gases que se abre pisando el acelerador, si pisamos más el acelerador mas aire pasa por el difusor y más gasolina saldrá del surtidor.
Hay que tener en cuenta que el motor, tiene distintos estados de funcionamiento: Arranque en frío, ralentí, aceleración... Para ello el carburador dispone de circuitos auxiliares.
Inyección monopunto.
La alimentación por inyección se ha ido instalando en el mundo de la automoción con respecto a la alimentación por carburador debido a una serie de ventajas.
La alimentación por inyección consigue una mezcla (aire-gasolina) muy precisa de combustible que provoca un mejor rendimiento del motor. La mejor dosificación de la mezcla hace que se produzcan menos gases de escape contaminantes, respetando y cumpliendo la normativa medioambiental.
La inyección monopunto tiene un solo inyector que alimenta a los 4 cilindros. El inyector está situado en lugar del carburador, encima del colector de admisión.
Componentes del circuito
El circuito está compuesto por: depósito, aforador, bomba, filtro de gasolina, unidad central de inyección, colector de admisión, unidad de control, filtro de aire y caudalímetro.
Unidad central de inyección
También llamada cuerpo de mariposa, va situada en el colector de admisión y su función es suministrar el combustible al motor. Dentro de la unidad central de inyección podemos encontrar varios elementos:- Mariposa de gases; es una válvula que acciona el acelerador para suministrar más o menos combustible, tiene un sensor que avisa a la U.C de la posición de la mariposa.
- Inyector; suministra de gasolina al circuito, según las señales recibidas de la UC.
Unidad de Control
Como su nombre indica es la que controla el sistema. Es un módulo electrónico que recibe información de sensores, en este caso:
Caudalímetro, posición de la mariposa de gases, ralentí, temperatura de aire etc.
Analiza la información recibida en cada momento y manda una señal al inyector para que este suministre la cantidad de combustible necesario según el régimen de giro del motor.
La U.C. tiene un conector de autodiagnosis, que en caso de averías se conecta a un equipo informático que nos informa del problema a resolver.
Caudalímetro
Mide el caudal aire que entra al circuito, este elemento no lo llevan todos los sistemas monopunto, en su lugar llevan otro componente que realizan la misma función.
Inyección multipunto.
El sistema de inyección multipunto ha ido imponiéndose a la inyección monopunto debido fundamentalmente al consumo mucho mas preciso de gasolina. El sistema de inyección multipunto tiene un inyector por cilindro, con lo que podemos asignar una cantidad precisa de gasolina a cada cilindro en el momento oportuno. Debido a esto la mezcla se quema en la proporción adecuada (1 gramo de gasolina por 14,7 de aire) y conlleva una reducción de gases contaminantes. La inyección multipunto puede ser de tipo directa e indirecta.
Debido a la gran variedad de fabricantes, hay distintos sistemas de inyección multipunto. En esta unidad se presenta de forma educativa, un sistema genérico de inyección multipunto indirecta.
La bomba suministra la gasolina hacia la rampa y de aquí pasa a los inyectores, que pulverizan la gasolina en el colector de admisión. La U.C. es la encargada de accionar los inyectores según la información que reciba de los sensores (potenciómetro, medidor de aire, temperatura, revoluciones etc.).
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| Inyección multipunto. |
Componentes del circuito
El circuito está compuesto por: depósito, aforador, bomba, filtro de gasolina, regulador de presión, rampa, inyector, medidor de caudal de aire, potenciómetro de mariposa.,sensor de temperatura y sensor de revoluciones.
Regulador de presión
Va situado en la rampa y mantiene la presión del circuito constante, de esta manera el motor tiene un buen funcionamiento en todos sus estados. En caso que haya sobrepresión en la rampa hace retornar la gasolina al depósito.
Rampa
En la rampa se almacena el combustible a inyectar
Medidor de caudal de aire
Es el encargado de medir la cantidad y temperatura de aire que entra en el circuito. Teniendo en cuenta el volumen de aire que entra en el circuito la U.C. determina la cantidad de gasolina a inyectar.
Potenciómetro de mariposa
Este componente manda una señal a la Unidad de Control, informando de la posición que ocupa la mariposa de gases.
Situado en el bloque motor y en contacto con el líquido refrigerante, informa a la U.C. de la temperatura del motor.
Sensor de revoluciones
Es el encargado de medir: el número de revoluciones del motor y la posición del cigüeñal. El volante de inercia lleva un hueco y el sensor lo detecta.
Mantenimiento y averías del sistema de alimentación.
Debido al gran número de componentes electrónicos que podemos encontrar en los sistemas de alimentación, el diagnostico de averías resulta complicado. La U.C tiene memorizada los valores teóricos que deben tener los sensores para su correcto funcionamiento, los compara con los valores reales que mandan dichos sensores y si encuentra diferencias enciende una señal de avería en el cuadro de mandos. En ese momento la UC toma unos valores por defecto y el vehículo funciona con dichos parámetros. La U.C actúa de forma distinta según fabricantes y modelos, sirva como ejemplo que en algunos casos la UC hace funcionar al motor con un número de revoluciones determinado y en otros la UC no permite pasar al vehículo de una velocidad máxima reducida. Por estos motivos es complicado exponer una serie de averías de forma genérica. En el momento que se encienda la luz de averías en el cuadro de mandos debemos acudir en el menor tiempo posible al taller.
Hay equipos informáticos encargados de diagnosticar las averías del vehículo. La UC tiene una salida que se conecta con dicho equipo, que nos informará del problema del vehículo. El mecánico solucionará el problema y borrará de la memoria de la UC la avería y sólo entonces desaparecerá la luz de avería del cuadro de mandos.
A la hora de diagnosticar las averías en los sistemas de alimentación por gasolina tendremos en cuenta la alimentación eléctrica y el sistema de alimentación de gasolina. Miraremos si llega gasolina a los inyectores o el carburador, si no llega gasolina hay que mirar las canalizaciones, desde el depósito a los inyectores o el carburador, observando el buen funcionamiento del aforador, la bomba de gasolina y el filtro.En el caso que llegué gasolina el fallo vendría de la alimentación eléctrica, bien por algún componente del sistema (fusible, relé etc.) o por el circuito de encendido.
Debes saber que la mayoría de las ambulancias tienen sistemas de alimentación diesel, por lo que vamos a ver algunas averías típicas de este sistema de alimentación:
- Si hay exceso de humo al arrancar el vehículo y luego va desapareciendo, el problema viene dado por la ausencia de la las bujías de incandescencia, habría que llevar el vehículo al taller para comprobar la alimentación de tensión y las bujías.
- Si las bujías de incandescencia se encienden más tiempo de lo común la sonda de temperatura de refrigerante no está funcionando correctamente.
- Puede darse la situación que el vehículo expulse humo de color azulado, ello es debido al consumo excesivo de aceite por desgaste de piezas del motor y en el caso que el humo sea gris puede ser por que el filtro de aire esté tupido.
- Si se produce un consumo excesivo de combustible hay un desajuste en el sistema, debería revisarlo un especialista.
- Si el motor no responde cuando pisamos el acelerador puede ser por un mal funcionamiento del potenciómetro del acelerador.
- En el caso que nos encontrásemos con algunas de las averías expuestas, debemos llevar el vehículo a un especialista en el menor tiempo posible.
Sistemas de sobrealimentación y contaminación. Funcionamiento, técnicas básicas de mantenimiento.
Como podrás observar, las técnicas de sobrealimentación (turbo, intercooler) son una de las conversaciones más comunes a la hora de hablar de nuestros vehículos. También debes conocer que un factor importantísimo a tener en cuenta en nuestro planeta es la contaminación. Como puedes suponer, los vehículos actuales disponen de elementos que reducen la salida de gases contaminantes al exterior.
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| Circuito Turbo Intercooler. |
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| Lambdacatalizador. |
La sobrealimentación del vehículo consiste en introducir más aire en el interior del cilindro. Al introducir más aire será necesario la introducción de más combustible con el consiguiente aumento de rendimiento y potencia del motor.
Elementos del sistema de sobrealimentación
El sistema de sobrealimentación varía de un modelo a otro de vehículo. En esta unidad vamos a estudiar los siguientes elementos: Turbocompresor, Turbocompresor de geometría variable e intercooler.
Turbocompresor
Esta formado por dos turbinas unidas por un eje. Una de las turbinas recibe los gases de escape que provienen del colector de escape, poniéndola en funcionamiento, hace girar el eje y este a su vez a la otra turbina llamada compresor. La segunda turbina (compresor), recoge los gases frescos que provienen de exterior los comprime y los manda al colector de admisión. Por tanto el turbocompresor está formando parte de los sistemas de alimentación y escape. El turbocompresor dispone de una válvula de descarga, para evitar la sobrepresión.
Turbocompresor de geometría variable
A bajas revoluciones los motores con turbocompresor funcionan como motores atmosféricos, debido a que los gases de escape no son capaces de hacer girar la turbina. Para ello sería imprescindible el montaje de pequeños compresores, pero tendríamos el inconveniente que a altas revoluciones el turbo no sería capaz de comprimir todo el aire que necesita el motor. Por esto motivo se hace necesario el montaje de turbocompresores de geometría variable. El turbocompresor con geometría variable está compuesto al igual que el turbocompresor por una turbina y un compresor unidos por un eje, la diferencia radica en un plato unido a unos álabes y comandado por un motor eléctrico en unos modelos o por una capsula neumática en otros. La U.C. es la encargada de gestionar la capsula o el motor.
En bajas revoluciones los álabes permanecen cerrados, lo que provoca un aumento de la velocidad de los gases de escape que hacen girar la turbina y a su vez al compresor. Según vaya aumentando de revoluciones el motor los álabes se irán abriendo.
Es un radiador aire-aire que se emplea para bajar la temperatura del aire que ha sido compri mido en un turbocompresor. Se sitúa en la parte delantera del vehículo para recibir la mayor cantidad de aire posible del exterior. El intercooler se coloca entre el turbo y el colector de admisión. Recibe el aire comprimido del turbo y lo enfría, con lo que se consigue más cantidad de aire en la cámara de combustión.
Recuerda que un fluido al calentarse dilata y cuando se enfría se contrae.
Sistemas anticontaminación.
Como podrás observar por los medios de comunicación, la mayoría de los países están reduciendo la emisión de gases contaminantes al exterior. Estos gases, están relacionados directamente con el mundo del vehículo, por ello los automóviles, se fabrican con sistemas anticontaminación que reducen la emisión de: Óxidos de nitrógeno (NOx), hidrocarburos (HC) y monóxido de carbono (CO).
Elementos anticontaminación
La gran cantidad hacen que los elementos anticontaminación varíen de unos vehículos a otros. En esta unidad estudiaremos los siguientes elementos: Sonda Lambda, válvula EGR, catalizador y cánister.
Sonda lambda
Situada en el escape normalmente antes del catalizador, informa de la cantidad de oxigeno que llevan los gases de escape, analizando así la U.C. si es necesario el introducir más o menos combustible. En algunos sistemas se sitúan 2 sondas lambdas: una antes del catalizador y otra después. La segunda sonda lambda verifica el estado del catalizador.
Catalizador
Su función es la de reducir la cantidad de emisiones de los gases nocivos de escape. Está situado justo en la salida del colector de escape, antes del silenciador, pues para que sea eficaz, su temperatura de funcionamiento debe sobrepasar los 350 grados. El catalizador es una estructura de acero inoxidable, que en su interior tiene un compuesto cerámico, en forma del panel de abeja, llamado monolito cerámico. El monolito lleva impregnado una resina en la que se sitúan elementos nobles metálicos como el rodio, platino y paladio. Los gases contaminantes al entrar en contacto con los metales, se convierten en gases no tóxicos. En algunos modelos de vehículos el monolito puede ser metálico, pero el funcionamiento es similar.
Válvula EGR
Algunos motores tienen un sistema de recirculación de gases de escape. Una parte de los gases de escape son dirigidos desde el colector de escape al colector de admisión, con ello se consigue una menor contaminación. La válvula EGR es la encargada de hacer pasar más o menos gases del colector de escape al de admisión. Esta válvula está dirigida por la U.C. según regímenes y parámetros del motor.
Cánister
El cánister o filtro de carbón activo es el encargado de evitar que los vapores procedentes del depósito de gasolina salgan al exterior. Cuando el vehículo está parado los vapores entran en contacto con el carbón activo, se condensan y se almacenan en el cánister. Al arrancar el vehículo, la depresión que se produce en el colector de admisión aspira la gasolina depositada en el cánister.
Mantenimiento y averías de los sistemas de sobrealimentación y contaminación.
Un factor importante para el buen funcionamiento de los sistemas de sobrealimentación y contaminación es el no apurar el depósito de combustible que haga que se produzca una mala mezcla aire-combustible.
En el caso que el vehículo expulse exceso de humo negro en frío, la avería viene provocada por un
mal funcionamiento de la válvula EGR.
Un mal funcionamiento de la sonda lambda produce un exceso de consumo de combustible.
El taponamiento del catalizador puede hacer que el vehículo pierda potencia hasta llegar a pararse.
Si encontramos humo excesivo y el motor no reacciona correctamente, la avería está provocada por los conductos que se dirigen al intercooler o por la acumulación de aceite en el intercooler.
Si se produce falta de potencia en el vehículo, puede ser por un mal funcionamiento del turbo. En algunos vehículos con turbo electrónico, se enciende la avería en el cuadro de mandos y la UC manda una señal para que el motor entre en régimen de emergencia.
Otro factor importante para el buen funcionamiento de este sistema es en no insistir excesivamente en el contacto, puede llegar combustible sin quemar al monolito.
Si observamos que hay alguna de estas averías, debemos acercar el vehículo al taller en el menor tiempo posible.
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