Mantenimiento Preventivo Vehicular PDF

Unidad 1 El automóvil: mantenimiento, seguridad y protección ambiental Mantenimiento mecánico preventivo Índice Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 1 El automóvil: mantenimient...

Unidad 1 El automóvil: mantenimiento, seguridad y protección ambiental Mantenimiento mecánico preventivo Índice Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 1 El automóvil: mantenimiento, seguridad y protección ambiental 1.1. Vehículos 1.1.1. Componentes básicos de un automóvil 1.1.2. Mantenimiento de un automóvil 1.2. Mantenimiento mecánico 1.2.1. Mantenimiento preventivo 1.2.2. Otros tipos de mantenimiento 1.3. Mantenimiento de cambio de turno 1.3.1. Revisión de la ambulancia 1.3.2. Técnicas y productos de limpieza 1.4. Normas de seguridad y protección ambiental 1.4.1. Normas de seguridad personal 1.4.2. Normas de protección ambiental  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 1 El automóvil: mantenimiento, seguridad y protección ambiental Introducción Un vehículo se define como un medio Pese a realizar mantenimientos mecáni- de locomoción capaz de trasladar de un cos, siempre se deberá de realizar un lugar a otro personas o cosas, existen mantenimiento en la ambulancia al distintos tipos de vehículos, por lo que es finalizar un servicio para verificar y dejar necesario establecer distintas clasifica- constancia de que todo este operativo ciones para identificar a cada uno de ellos. para el siguiente servicio. Aunque encontremos diferentes tipos Todo ello se deberá de realizar mantenien- de vehículos no siempre se les realiza el do unas normas de seguridad tanto en las mismo mantenimiento, si no que depen- operaciones para no sufrir ningún acciden- diendo del uso o del tiempo se realizará te como unas normas para los residuos un mantenimiento diferente. generados en dichos mantenimientos. Al finalizar esta unidad + Definiremos qué es un vehículo. + Conoceremos el tipo de mantenimientos mecánicos que hay. + Conoceremos el mantenimiento que se le realiza a una ambulancia en el cambio de turno. + Analizaremos las normas de seguridad y medioambientales en los mantenimientos. 3  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 1 El automóvil: mantenimiento, seguridad y protección ambiental 1.1. Se conoce como vehículo a todo método de transporte de Vehículos personas o cosas. Dentro de esta definición existen diferentes tipos de vehículos como son: › Vehículo automóvil: vehículo de motor destinados al transporte de personas y que tengan por lo menos 4 ruedas, como por ejemplo berlinas, 4x4, deportivos….. › Vehículo de servicio: vehículo de motor destinado para realizar una serie de servicio siendo de emergencia o no, dentro de este grupo podemos encontrar ambulancias, Imagen 1. Automóviles de uso particular taxis, autobuses, bomberos….. › Vehículos pesados: vehículos de alto tonelaje dedica- do al transporte de mercancías o personas como por ejemplo camiones o autocares. › Vehículos agrícolas: vehículos especiales destinados para empujar, arrastrar, llevar o accionar aperos, maqui- naria o remolques agrícolas. Tractores, cosechadoras, etc. › Vehículos de obras públicas: vehículos especiales destinados para efectuar trabajos de obras, como pueden ser maquinas de obras remolcada, retroexcavadora, hormigonera, etc. › Otros vehículos: como aviones, vehículos militares, trenes, barco….. El contenido de este temario se basará principalmente en las ambulancias, pero también se estudiarán algunos aspectos generales que comparten todos los vehículos sean del tipo que sean. Las ambulancias son vehículos cuya función principal es proporcionar una primera asistencia sanitaria y transportas personas enfermas o accidentadas. Están diseñadas especial- mente para ello. Imagen 2. Automóvil de servicio: ambulancia 4  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 1 El automóvil: mantenimiento, seguridad y protección ambiental 1.1.1. Componentes básicos de un automóvil Cualquier automóvil está formado por: › Motor: ejecuta la energía cinética en forma de giro que requiere el automóvil para desplazarse. Pueden ser de dos tipos: » Eléctricos: si transforman energía eléctrica en giro (lavadoras, batidoras, vehículos eléctricos). » Térmicos: si transforman energía calorífica en giro (la Imagen 3. Motor térmico gran mayoría de automóviles). › Transmisión: transmite el giro generado por el motor hacia las ruedas motrices del vehículo. › Ruedas: a partir de la energía del motor, giran sobre sí mismas contactando con la superficie sobre la que se encuentre el vehículo y provocan su desplazamiento. › Dirección: permite controlar la dirección de desplaza- miento del vehículo. Es un mecanismo controlado por el conductor que actúa directamente sobre las ruedas directrices. › Frenos: disminuyen la velocidad del vehículo. › Suspensión: reducen y amortiguan los efectos de impacto de la superficie con el vehículo. 1.1.2. Mantenimiento de un automóvil Los automóviles son máquinas complejas, compuestos por gran cantidad de piezas y mecanismos, por lo que su mante- nimiento es de gran relevancia. Para asegurar su correcto funcionamiento, todos deben pasar una serie de operaciones de inspección y recambio de piezas. Algunos ejemplos: › Revisión periódica del nivel de aceite › Revisión de la presión de los neumáticos › Recambio del líquido del limpiaparabrisas Estas acciones son de mantenimiento preventivo, es decir, sirven para evitar averías antes de que sucedan. Es importan- te diferenciarlas de las acciones de mantenimiento correctivo, destinadas específicamente a la reparación de averías. En el caso de las ambulancias, el mantenimiento preventivo adquiere aún más importancia puesto que una avería en el servicio podría poner en peligro la vida de la persona inter- venida, por eso es de vital importancia que se lleve a cabo el mantenimiento de forma constante y rigurosa. 5  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 1 El automóvil: mantenimiento, seguridad y protección ambiental 1.2. Mantenimiento mecánico Se puede realizar mantenimiento de distintos tipos. A continua- ción, se analizarán detalladamente los más utilizados. 1.2.1. Mantenimiento preventivo Es aquel que no espera a señales de avería, sino que se realiza antes de que se dé un mal funcionamiento, evitando así posbi- les riesgos y costes. Normalmente se basa en actuaciones periódicas. Es el fabricante del vehículo quien establece los elementos que requieren de este mantenimiento, así como la periodicidad en la cual debe realizarse. Dentro del mantenimiento preventi- vo una distinción bastante común es según el volumen: Mantenimiento preventivo de pequeño volumen Se realiza cada 15.000 km o transcurrido un año del último mantenimiento pese a no llegar al kilometraje estipulado. Cada fabricante proporciona su propia ficha de mantenimiento, sin embargo, la mayoría de las actuaciones son análogas entre los distintos fabricantes. El siguiente cuadro destaca las más comunes: Zona del vehículo Operaciones de mantenimiento de pequeño volumen Testigos de iluminación y control Sistema de limpiaparabrisas Sistema de limpia faros Interior del vehículo Daños y funcionamiento de los cinturones de seguridad Filtro de polvo del circuito de aire acondicionado Presión de inflado de la rueda de recambio Comprobar espesor de las pastillas de freno Ruedas Examinar el estado de los neumáticos Restablecer la presión de los neumáticos Comprobar niveles de: Comportamiento - Sistema de refrigeración del motor - Líquido de frenos - Sistemas limpiaparabrisas Comportamiento - Batería del motor - Servodirección Comprobar el funcionamiento de las luces delanteras y traseras Exterior del vehículo Comprobar el funcionamiento las siras y rotativos 6  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 1 El automóvil: mantenimiento, seguridad y protección ambiental Mantenimiento preventivo de gran volumen Se realiza cada 30.000 km, coincidiendo siempre con un mantenimiento de pequeño volumen. Zona del vehículo Operaciones de mantenimiento de gran volumen Con la máquina de autodiagnosis: lectura de averías. Interior del vehículo Una vez subsanadas, pondremos todos los valores a cero (reposi- cionamiento del mantenimiento) Desmontar las ruedas, comprobar su estado y montarlas de nuevo. Si es necesario, intercambiar la rueda delantera por la trasera de cada lado (en ningún caso las cambiaremos de lado). Ruedas Comprobar el estado de las pastillas de freno, de los discos delan- teros y de los tambores traseros. Ajustar el freno de estacionamiento o freno de mano. Controlar visualmente la estanqueidad Comportamiento del Examinar el estado de las correas auxiliares motor Comprobar niveles: motor, transmisión, etc. Comprobar y ajustar el enfoque y la regulación de los faros Exterior del vehículo Renovar las escobillas del limpiaparabrisas y de la luneta trasera. Controlar visualmente la estanqueidad de los diferentes elemen- tos Bajos del vehículo Comprobar el estado de los mecanismos de la dirección Comprobar las articulaciones de los ejes delantero y trasero Operaciones adicionales de mantenimiento No todos los elementos del vehículo requieren de revisión o recambio cada 15.000 o 30.000 km. Existen muchas otras con frecuencias distintas. Algunas de las más usuales son: Renovar el líquido de frenos Cada 2 años Examinar los daños en la carrocería Renovar el líquido refrigerante Cada 3 años Renovar el filtro de aire del motor (se realiza a los tres años o al llegar a los 60.000 km, lo que antes ocurra). A los 45.000 km Renovar las bujías Renovar el filtro de combustible A los 60.000 km Reapretar los tornillos de dirección y de los ejes Renovar la correa de la distribución A los 90.000 km Renovar el aceite del cambio de velocidades 7  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 1 El automóvil: mantenimiento, seguridad y protección ambiental 1.2.2. Otros tipos de mantenimiento Otros tipos de mantenimiento existentes son: › Mantenimiento activo: se trata de un mantenimiento preventivo, pero no sólo se basa en frecuencias perió- dicas, se adapta a las necesidades y usos del vehículo en particular para mejorar su eficiencia. Aunque se trate del mismo vehículo, su mantenimiento no puede ser el mismo si se usa la mayoría de su tiempo en autopista, o en caminos rurales, por ejemplo. › Mantenimiento correctivo: mencionado anteriormente, es aquel que trata el vehículo una vez ya se ha producido la avería. Es también conocido como reparación del vehículo. › Mantenimiento predictivo: pretende predecir cuándo se va a producir una avería. De este modo, es posible optimizar el tiempo de vida de los recambios y piezas, y mejorar las condiciones de seguridad y funcionamiento. › Mantenimiento en el cambio de turno: se trata de un mantenimiento específico de las ambulancias. Está formado por una serie de revisiones y ajustes que se llevan a cabo al inicio del turno para asegurar que la ambulancia está en perfectas condiciones de actuación. 8  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 1 El automóvil: mantenimiento, seguridad y protección ambiental 1.3. Mantenimiento de cambio de turno Normalmente, las empresas diseñan procedimientos a seguir para la puesta a punto de las ambulancias en el cambio de turno. Algunas de las operaciones más habituales son: › Llenar el depósito de combustible. › Comprobar los niveles de aceite y agua. › Revisar el material y equipos y los documentos de la ambulancia. › Limpiar el vehículo. Suele utilizarse una check-list con todos los puntos a tener en cuenta y revisar. Una vez esté comprobado el check-list, se podrá decir que la ambulancia está lista y preparada para su funcionamiento. Pueden existir diferencias en estos documen- tos dependiendo de la empresa, el tipo de vehículo, etc. 1.3.1. Revisión de la ambulancia La primera parte de este mantenimiento es la revisión. Debe registrarse y documentarse cada una de las partes que la forman. Registro de la revisión de la ambulancia En el registro es necesario firmar al inicio de cada turno para corroborar que se ha realizado la revisión. Debe quedar reflejado: › La fecha y la hora a la que se llevó a cabo la revisión. › El nombre y la firma de la persona o personas que se hayan encargado de la revisión. › La validación de que se ha comprobado: » El funcionamiento de las luces y de la sirena del vehículo. » Los niveles de las botellas de oxígeno. » La existencia y operatividad del material sanitario del habitáculo asistencial. » La existencia y operatividad del material no sanitario: material de balizamiento, autoprotección personal, Iluminación portátil, etc. » La verificación del funcionamiento de los equipos de electromedicina, en el caso de las ambulancias medicalizadas. 9  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 1 El automóvil: mantenimiento, seguridad y protección ambiental Comprobación de la documentación N O Suele archivarse conjuntamente Legalmente, aunque se trate de ambulancias, son necesarios una T en una sola carpeta para agilizar su comprobación. serie de documentos en cualquier vehículo para poder circular. A › La ficha técnica: en ella se determina el número de plazas de la ambulancia, por lo que discriminará cuanto personal puede viajar y si la persona intervenida puede o no estar acompañada. › El permiso de circulación: en él debe constar que el vehícu- lo está destinado a la actividad de transporte sanitario. › La póliza del seguro y el último recibo. › El certificado de la inspección técnica de vehículos (ITV) y la pegatina correspondiente. Otros de los documentos, en este caso particulares de las ambulancias, son: › La tarjeta de transporte: autoriza el uso de ese vehículo para el transporte sanitario. › Una fotocopia del certificado técnico-sanitario: garantiza que el personal de la ambulancia está capacitado para su labor en la ambulancia. › El libro de mantenimiento del vehículo. Otros documentos, también obligatorios, que ya no están vinculados al vehículo son el libro de reclamaciones, los impre- sos de asistencia y las hojas de ruta. 1.3.2. Técnicas y productos de limpieza ¿SABÍAS QUÉ? La limpieza es uno de los puntos clave en cualquier ambulan- Legalmente ningún vehículo con más de cia, tanto exterior, como interiormente. 8 años desde su primera matriculación puede estar destinado al uso sanitario. Limpieza exterior Cada zona de la ambulancia requiere de una atención deter- minada. › Carrocería: debemos limpiarla con agua y jabón suave, sin usar productos agresivos para no estropear la pintura, y dejar que se seque a la sombra. En el caso de rayaduras, las repasaremos con el pincel de retoques y con el material recomendado por el fabricante para evitar oxidaciones. › Plásticos tipo molduras y parachoques negros: en este caso utilizaremos productos específicos, que protegen la decoloración y evitan que los plásticos se resequen. › Llantas: las limpiaremos con agua y jabón. En el caso de que sean de aleación, se podrán utilizar productos específicos para estos materiales. › Cristales: lo más adecuado es un limpiacristales con efecto antivaho. La visibilidad del conductor depende de la limpieza de los cristales. 10  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 1 El automóvil: mantenimiento, seguridad y protección ambiental Imagen 4. Limpieza de la carrocería Imagen 5. Limpieza de las llantas Limpieza interior Las ambulancias en su interior contienen elementos de materia- les muy distintos: espumas, telas, cueros, plásticos, etc. Para cada material se utiliza un producto distinto y específico, por lo que es importante conocer su utilidad y aplicarlos correctamen- te. Para asientos y tapicería es común utilizar aspiradores. La limpieza, desinfección y esterilización de la zona asistencial y de los materiales y equipos, debemos hacerla siguiendo pautas establecidas, que se estudiarán en el módulo Dotación Sanitaria. Imagen 6. Interior de un vehículo. 11  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 1 El automóvil: mantenimiento, seguridad y protección ambiental 1.4. Normas de seguridad y protección ambiental Para realizar trabajos en el automóvil, se deber proteger la superfi- cie de la zona y seguir en todo momento las normas de seguridad personal y las políticas de protección ambiental en vigor. 1.4.1. Normas de seguridad personal Durante el mantenimiento mecánico se deben seguir algunas normas básicas de seguridad personal como las siguientes › En caso de tener el pelo largo, nunca deberá de llevarse suelto al igual que no se deberán llevar elementos que cuelguen del cuello o muñecas como pulseras, colgan- tes, cadenas, etc. › Utilizar cada herramienta únicamente para lo que esté diseñada. › Llevar las herramientas dispuestas de forma paralela al Imagen 7. Forma correcta de levantamiento de cargas cuerpo, nunca perpendicular. › Evitar que las herramientas queden desparramadas por el suelo para disminuir el riesgo de posibles tropiezos y caídas. Para ello es necesario disponer de una caja de herramientas o cualquier otro dispositivo en el cual ir depositándolas. › Limpiar inmediatamente (con detergentes y nunca con disolventes o productos corrosivos o inflamables) cualquier derrame de líquido para evitar que pueda arder si es inflamable o que pueda provocar una caída si es resbaladizo. › Utilizar adecuadamente los EPI o equipos de protección individual siempre que estemos realizando una interven- ción en el automóvil. › Seguir las recomendaciones sobre levantamiento de cargas: » Situar los pies separados, para aumentar la estabili- dad y hacer que el centro de gravedad de la carga quede lo más próximo posible al eje de simetría de la persona. » Flexionar las rodillas sin doblar el tronco. » Levantar la carga despacio, sujetándola firmemente. » Acercar al máximo la carga a nuestro cuerpo, a la altura de las caderas, siempre que sea posible y no sea peligroso. 12  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 1 El automóvil: mantenimiento, seguridad y protección ambiental 1.4.2. Normas de protección ambiental La protección medioambiental es algo primordial en todas las acciones de mantenimiento y uso de los vehículos. Clasificación y eliminación de residuos El mantenimiento genera residuos de todo tipo, muchos de ellos peligrosos, por tanto, es fundamental una buena clasificación y eliminación para proteger el planeta. Existen servicios munici- pales de recogida, pero es necesario separarlos previamente. Se clasifican, generalmente, de la siguiente forma: Pastillas y discos de freno, amortiguado- Residuos metálicos res, tubos de escape, etc. Pilotos de iluminación, faros, paracho- Residuos plásticos Residuos ques, etc. sólidos Materiales peligrosos Baterías, filtros de aceite, de gasoil, etc. Otros materiales Neumáticos, filtros de aire, filtros de sólidos polen, etc. Aceites de motor, de la transmisión y de la dirección Residuos Líquidos de frenos y de embrague líquidos Otros residuos líquidos: líquido de refrigeración Es esencial no mezclar residuos de distinto tipo, sobre todo si son líquidos. Los talleres mecánicos poseen recipientes específicos para cada residuo, pero en el caso de las ambulan- cias será necesario considerar algunas operaciones a llevar a cabo por el personal técnico debido a su conocimiento sobre los productos y sus necesidades. Conducción económica Una de las fuentes principales de contaminación de los vehículos es la emisión de gases que generan en la combus- tión cuando están en movimiento. Esta emisión es inevitable, pero si puede reducirse mediante la conducción económica. La conducción económica es aquella que, para recorrer una misma distancia, consigue utilizar menor cantidad de combustible. Esta optimización del combustible se consigue principalmente de dos formas: › Conducir siempre con marchas largas para mantener el motor con pocas revoluciones. › Circular a velocidades moderadas ya que, el aumento de la velocidad es la consecuencia directa del aumento del combustible. 13  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 1 El automóvil: mantenimiento, seguridad y protección ambiental 14 Unidad 2 El motor térmico Mantenimiento mecánico preventivo Índice Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 2 El motor térmico 2.1. Los motores térmicos 2.1.1. Definición de motor térmico 2.1.2. Tipos de motores térmicos 2.2. Componentes de los motores térmicos 2.2.1. Componentes comunes de todoslos motores térmicos 2.3. Ciclos teóricos de funcionamiento de los motores térmicos 2.2.2. Componentes específicos de cadatipo de motor térmico 2.3.1. Ciclo teórico de funcionamientodel motor Otto 2.3.2. Ciclo teórico de funcionamiento delmotor diésel 2.4. Motores policilíndricos 2.4.1. Clasificación de los motores policilíndricos 2.4.2. Motores de cuatro cilindros en línea  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 2 El motor térmico Introducción Con el paso de tiempo dentro del Pero no solo deberemos de conocer los mundo del automóvil ha habido grandes tipos de motores, para poder entender avances y cambios en todos los ámbitos. a la perfección el como es un motor, la Por eso es importante conocer los tipos función de todos sus componentes, de motores que encontramos hoy en día aprenderemos el funcionamiento teóri- en circulación. co de cada uno de ellos, para saber que esta pasando y que componentes actúan Para ello, aparte de conocer todos en cada momento de funcionamiento de los tipos de motores en la actualidad, los motores. deberemos de conocer y familiarizarnos con todos los componentes que consti- tuyen un motor térmico. Al finalizar esta unidad + Aprenderemos los diferentes motores térmicos que existen en los vehículos. + Conoceremos todos los componentes que forman los motores térmicos. + Analizaremos el funcionamiento teórico de los motores térmicos + Conoceremos los motores policilindricos. 3  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 2 El motor térmico 2.1. Los motores térmicos Los motores son una de las partes más importantes y comple- jas de los vehículos, por lo que es fundamental conocer como son y los tipos diferentes que existen. 2.1.1. Definición de motor térmico Un Motor es una máquina capaz de convertir algún tipo de energía en energía cinética de rotación. La distinción entre los diferentes tipos de motor es según el tipo de energía que utilicen para su transformación. Los motores térmicos son los que utilizan energía calorífica. 2.1.2. Tipos de motores térmicos Existen dos tipos de motores térmicos que pueden clasificarse de la siguiente forma: Combustible empleado Tipo de ignición Nombre del motor Gasolina Por explosión Motor Otto Gasoil Por combustión Motor diésel La energía calorífica en estos motores surge de la ignición de un combustible. La diferencia principal entre ambos es la forma en la que se quema este combustible. En el motor Otto se introduce el combustible junto con aire, y mediante una bujía se genera la chispa que los hace explotar. En un motor diésel, no existe bujía, no se genera una chispa que hace explotar la mezcla de aire y combustible. Lo que sucede es que el aire se comprime de tal manera que aumen- ta su presión y temperatura, cuando está muy caliente, se N introduce el combustible que alcanza rápidamente la tempe- O La temperatura de combustión es ratura de combustión y arde. T aquella a la cual un material arde sin necesidad de que le apliquemos A ninguna llama. En cuanto a la forma de ignición de los distintos combustibles cabe destacar: › Gasolina: es similar a la del alcohol de quemar. prende fácilmente cuando se le acerca una llama. › Gasoil: es similar a la del aceite de cocina. Cuando se encuentra a temperatura ambiente no arde, aunque se le acerque una llama, pero prende cuando lo calenta- mos suficientemente. 4  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 2 El motor térmico 2.2. Componentes de los motores térmicos Para estudiar los componentes de ambos tipos de motores térmicos, se estudiarán en primer lugar los elementos comunes en ambos, y posteriormente los que los diferencian. Los materiales que los forman también tienen algunas diferen- cias ya que trabajan a temperaturas y presiones distintas. 2.2.1. Componentes comunes de todos los motores térmicos Las partes comunes a ambos motores térmicos son el cilindro, el pistón, los aros o segmentos, la culata, la junta de culata, válvulas, el cárter, la biela y el cigüeñal. El mecanismo principal de estos motores se conoce como tren alternativo, y está compuesto por el cigüeñal, las bielas y los pistones. A continuación, se explicará en detalle este conjunto: › Segmentos: piezas que recubren al pistón y están en contacto directo con el cilindro. › Culata: se encarga de cerrar el cilindro por uno de sus extremos. › Junta de la culata: asegura la estanqueidad entre el cilindro y la culata. › Válvulas: se encargan de abrir y cerrar los orificios de la culata para el llenado del cilindro y la salida de humos y gases. Como mínimo deben existir dos: » La válvula de admisión, por donde se llenará el cilindro. » La válvula de escape, por donde saldrán los gases quemados. » Cárter: cierra el cilindro por el lado opuesto que la culata. Sus funciones principales son: » Evitar la entrada de suciedad, partículas de polvo y otros materiales al interior del cilindro. » Ser el recipiente en el que se almacena el aceite necesario para la lubricación del motor. › Biela: transmite el movimiento del pistón al eje de salida de giro. › Cigüeñal: es el eje de salida de giro. En conjunto con las bielas se encargan de transformar el movimiento rectilíneo ascendente de los pistones, en un movimiento de giro. › Cilindro: espacio donde se lleva a cabo la explosión o la combustión de los combustibles. 5  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 2 El motor térmico › Pistón: recibe la explosión del combustible. Se despla- za por el interior del cilindro de forma ascendente y descendente. » PMS (punto muerto superior): es la posición del pistón cuando se encuentra más próximo a la culata. » PMI (punto muerto inferior): es la posición del pistón cuando se encuentra más alejado de la culata. » Cámara de combustión o de compresión: es el espacio que queda entre la culata y la cabeza del pistón cuando este se encuentra en el PMS. » Carrera: es el recorrido que efectúa el pistón cuando se desplaza desde el PMI al PMS o viceversa. 2.2.2. Componentes específicos de cada tipo de motor térmico Principalmente, los elementos diferentes entre los dos tipos de motores se encuentran en la culata: › Motores Otto: tienen una bujía en cada cilindro, encar- gada de hacer saltar la chispa en el interior del cilindro para provocar la explosión de la mezcla de combustible y aire. › Motores diésel: Disponen de: » Un inyector en cada cilindro, que hará llegar el combustible al interior del cilindro, inyectándolo. » Una bujía de precalentamiento en cada cilindro, que calentará las paredes del motor antes de ponerlo en funcionamiento. Reciben el nombre de calentado- res, bujías de caldeo o de precalentamiento. N O Los calentadores no son bujías como las del motor Otto, T no producen chispa. A 6  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 2 El motor térmico 2.3. Ciclos teóricos de funciona- miento de los motores térmicos No todos los motores tienen el mismo número de cilindros, de hecho, esta suele ser uno de los signos de diferenciación princi- pales entre ellos. Pero independientemente del número de cilindros, el funcionamiento intrínseco es el mismo, por lo que nos centraremos en sólo uno para su estudio y comprensión. 2.3.1. Ciclo teórico de funcionamiento del motor Otto El motor Otto está compuesto por un ciclo teórico dividido en cuatro fases. Cada una de las fases depende del punto de desplazamiento en el que se encuentre el pistón. A estas fases se las conoce como tiempos, y son: admisión, compresión, explosión y escape. Primer tiempo: admisión Esta fase se conoce como admisión ya que es donde se intro- duce la mezcla de aire y combustible en el cilindro. La válvula de admisión se abre, dejando entrar la mezcla y desplazando el pistón de forma descendente. Se produce la primera carrera del pistón. Imagen 1. Fase de admisión de un motor Otto Segundo tiempo: compresión En la segunda fase la mezcla es colocada y comprimida contra la bujía. La válvula de admisión queda cerrada y el pistón cambia a sentido ascendente, tomando la mezcla sobre su superficie. Esta fase finaliza con el pistón en su punto más alto y la mezcla comprimida y caliente. Se produce la segunda carrera del pistón. 7  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 2 El motor térmico Imagen 2. Fase de compresión de un motor Otto Tercer tiempo: explosión En la fase de explosión la mezcla y la bujía entran en contacto. La bujía genera la chispa que junto con la presión y temperatu- ra a la que se encuentra la mezcla, produce la explosión de la mezcla. Esta explosión golpea directamente al pistón el cual se desplaza bruscamente de forma descendente. Imagen 3. Fase de combustión y expansión de un motor Otto Cuarto tiempo: escape Por último, la fase del escape es donde se expulsan los gases resultantes de la explosión. El pistón toma de nuevo su trayec- toria ascendente, esta vez en su superficie se encuentran los gases de la explosión. Los empuja hasta el punto más alto, donde se encuentra la válvula de escape abierta para que salgan los gases. Como en todos los tiempos, se realiza una carrera del pistón. 8  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 2 El motor térmico Imagen 4. Fase de escape de un motor Otto Gráficamente, comparando el volumen del cilindro con la presión, se pueden diferenciar las fases y sus transiciones de la siguiente forma: Imagen 5. 1. Diagrama teórico del ciclo Otto 2.3.2. Ciclo teórico de funcionamiento del motor diésel Del mismo modo que el motor Otto, el motor diésel se rige entorno a los mismos cuatro tiempos. Primer tiempo: admisión En la admisión del motor diésel no se introduce el combustible en el cilindro, sino únicamente el aire. 9  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 2 El motor térmico Imagen 6. Fase de admisión de un motor diésel Segundo tiempo: compresión Como el pistón sube tan sólo con aire, tiene más fuerza para comprimirlo aumentando más la presión y la temperatura que en un motor Otto. Imagen 7. Fase de compresión de un motor diésel. Tercer tiempo: combustión En este tiempo es donde se encuentran las mayores diferen- cias respecto al motor Otto. Cuando el aire se encuentra lo suficientemente comprimido, se introduce el gasoil en la cámara del cilindro a través del inyector. El combustible se encuentra pulverizado y va entrando en forma de nube. Las gotas al entrar en contacto con el aire caliente se queman, aumentando aún más la temperatura y, por ende, la presión. Con lo que el pistón es bruscamente desplazado. 10  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 2 El motor térmico Imagen 8. Fase de combustión de un motor diésel. Cuarto tiempo: escape Por último, con la apertura de la válvula de escape se expulsan los gases generados hacia el exterior. Imagen 9. Fase de escape de un motor diésel Gráficamente, se expresa según el siguiente ciclo: Imagen 10. Ciclo teórico diésel 11  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 2 El motor térmico 2.4. Motores policilíndricos Los motores de un solo cilindro se encuentran en alguna maquinaria agrícola, en ciclomotores, etc. La gran mayoría de motores son policilíndricos, es decir, están formados por más de un cilindro. Este es el caso de los automóviles y por tanto de las ambulancias. Imagen 11. Motor policilindrico Las partes fundamentales de un motor policilíndrico son las siguientes: › Culata y cárter: partes que cierran el cilindro por ambos extremos. › Bloque: base sobre la cual se encuentran todos los cilin- dros del motor. › Camisas: son los elementos de contacto entre los cilin- dros y los pistones. › Cigüeñal: eje de salida del giro del motor, común para todos los cilindros. › Volante de inercia: es un contrapeso que evita que el cigüeñal gire a sacudidas. Gracias a él se consigue un ritmo más suave y regular. 12  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 2 El motor térmico 2.4.1. Clasificación de los motores policilíndricos La posición de los cilindros en los motores no es siempre la misma, existen diferentes configuraciones. En un automóvil se pueden encontrar: › Motores con cilindros en línea: se colocan en serie uno a continuación del otro. Estos motores disponen de un bloque, una culata y un cárter. › Motores con cilindros en “V”: están divididos en dos bloques que forman una V el uno respecto al otro. Estos motores disponen de dos bloques, dos culatas y un cárter. › Motor bóxer (o horizontales): se colocan en dos bloques colocados de manera opuesta. Tienen dos bloques, dos culatas y un cárter. › Motores en estrella: (normalmente utilizados en aviación) los cilindros se colocan formando una circunferencia. Tienen varios bloques, varias culatas y no tienen cárter. Imagen 12. Motor en estrella. Fuente: grabcad.com 2.4.2. Motores de cuatro cilindros en línea Son el tipo de motor más común y sencillo, además de ser el que se utiliza en las ambulancias. La característica principal es que cada uno de los cilindros realiza su ciclo individualmente, y todos transmite el movimiento al cigüeñal en común. Cuatro tiempos y cuatros cilindros La clave en los motores de cuatro tiempos es que siempre haya uno de los cilindros en la fase de combustión o explosión. De esta forma el cigüeñal siempre gira por una fuerza provocada y controlado, y no por inercia. Además, también sirve de ayuda para que los demás cilindros realicen su fase correctamente. Así pues. mientras que en un cilindro se está realizando el tiempo de combustión (motor diésel) o de explosión (motor Otto), en Otro cilindro se está realizando la admisión, en otro la compresión y en otro el escape. 13  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 2 El motor térmico Cigüeñal El cigüeñal está constituido por cuatro muñequillas a las que se les acoplan las bielas (una por pistón), y cinco apoyos a través de los cuales se sujeta sobre el bloque. La forma del cigüeñal es la que permite que cada cilindro se encuentre en un tiempo distinto. En la imagen se indica la ubicación de cada uno de los cilindros. Imagen 13. Cigüeñal para un motor de 6 cilindros en línea La disposición de las muñequillas del cigüeñal es simétrica respecto de su eje transversal, de manera que: › Los cilindros 1 y 6 suben y bajan a la vez, pero en fases distintas. Mientras uno está en compresión, el otro se encuentra en escape; y mientras uno esté en explosión el otro estará en admisión. › Los cilindros 2 y 5 llevan la carrera opuesta a los cilindros 1 y 6. › Los cilindros 3 y 4, al llevar la carrera opuesta a los 2 y5, en realidad llevan la misma que los cilindros 1 y 6. Orden de las explosiones o combustiones A continuación, se detallará el movimiento y las fases que adoptan los distintos pistones de un motor de cuatro cilindros y cuatro tiempos. 1. Primera explosión o combustión Empezando por que sea el pistón 1 donde produce la explosión o combustión, la carrera de los pistones es la siguiente: Cilindro Carreras del pistón Tiempo 1 PMS - PMI Explosión o combustión 1 PMI - PMS Compresión/escape 3 PMI - PMS Compresión/escape 4 PMS - PMI Admisión 14  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 2 El motor térmico 2. Segunda explosión o combustión Cilindro Carreras del pistón Tiempo 1 PMI - PMS Escape 1 PMS - PMI Explosión o combustión/admisión 3 PMS - PMI Explosión o combustión/admisión 4 PMI - PMS Compresión/escape 3. Tercera explosión o combustión Cilindro Carreras del pistón Tiempo 1 PMS - PMI Admisión 1 PMI - PMS Compresión/escape 3 PMI - PMS Compresión/escape 4 PMS - PMI Explosión o combustión/admisión 4. Cuarta explosión o combustión Cilindro Carreras del pistón Tiempo 1 PMI - PMS Compresión 1 PMS - PMI Explosión o combustión/admisión 3 PMS - PMI Explosión o combustión/admisión 4 PMI - PMS Escape 15 Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 2 El motor térmico 16 Unidad 3 El motor diésel Mantenimiento mecánico preventivo Índice Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 3 El motor diésel 3.1. Principio de funcionamiento 3.2. Partes de un motor diésel 3.3. Cámaras de combustión para motores diésel 3.3.1. Cámara de inyección directa 3.3.2. Cámara de inyección indirectao de turbulencia 3.4. Ciclos del motor de cuatro tiempos diésel 3.4.1. Ciclo teórico del motor decuatro tiempos diésel 3.4.2. Ciclo práctico o real del motor decuatro tiempos diésel 3.5. Combustible 3.6. Mantenimiento del motor diésel 3.7. Averías comunes del motor diésel  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 3 El motor diésel Introducción Como ya hemos estudiado, no todos los Al haber diferentes tipos de motores, vehículos montan los mismos motores también es importante diferenciar todos por lo que es importante conocer el los componentes de los motores diésel y funcionamiento y composición de cada la utilidad de cada uno. Pero no solo eso uno de los motores. si no que es de vital importancia conocer las formas de inyección del combustible Lo más importante para poder diferen- al igual que el combustible utilizado y los ciar los tipos de motores existentes, lo ciclos de trabajo de estos motores. primero que debemos de conocer el funcionamiento de los motores, en este Para poder tener los motores en condi- caso de los motores diésel. ciones optimas de funcionamiento es crucial poder realizarle los manteni- mientos correctos para tener dichas condicionadas y saber que tipo de averías podemos encontrar en este tipo de motores. Al finalizar esta unidad + Conoceremos el funcionamiento de + Analizaremos y comprenderemos un motor diésel. los ciclos de funcionamiento de los motores diésel. + Distinguiremos las diferentes partes que componen a estos motores. + Conoceremos todo los relacionado con el combustible utilizado en estos + Analizaremos las diferentes formas motores. de inyectar el combustible en estos motores. + Aprenderemos el mantenimiento que se le realiza a estos tipos de motores y las averías más comunes que podemos encontrar en ellos. 3  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 3 El motor diésel 3.1. Principio de funcionamiento Los motores diésel son motores térmicos, es decir, requieren de la quema de un combustible para realizar su función. La característica principal que los distingue es que este combus- tible no necesita de chispa para arder, su combustión se consigue aumentando la presión de aire en el interior del cilin- dro. Al aumentar la presión del aire, aumenta su temperatura, y cuando llega a un punto suficientemente elevado se inyecta el gasoil pulverizado y se realiza la combustión de la mezcla que empuja el pistón. Los motores diésel no tienen por qué ser necesariamente de cuatro tiempos, existen de únicamente dos tiempos, comunes en vehículos náuticos. 3.2. Partes de un motor diésel Aunque son similares a los motores de gasolina, existen diferencias fundamentales entre ambos, algunas de estas son: › Tamaño de las cámaras de combustión: las cámaras donde se produce la quema del combustible son más pequeñas en los motores diésel ya que, al hacerse por compresión, un menor volumen facilita su función. › Bujías: en los motores diésel no existen bujías ya que la mezcla no necesite chispa para quemarse. No obstante, en los inyectores (encargados de introducir el combus- tible a los cilindros) se ubican unos calentadores conocidos como bujías de caldeo, que precalientan el combustible antes de entrar al cilindro. › Resistencia de los materiales: los motores diésel requieren de materiales más resistentes ya que, debido a su principio de funcionamiento, trabajan a temperatu- ras y presiones más elevadas, lo que genera mayores esfuerzos sobre todas las piezas del motor. › Forma de las piezas: algunas piezas de los motores diésel tienen la estructura un tanto modificada. Esto se debe a que, en la fase de admisión, se inyecta solo aire de manera muy rápida, lo cual puede generar torbellinos de aire. › Bielas: las bielas de los motores diésel suelen estar taladradas de forma que se permite al aceite llegar al pie de válvula y lubricar el bulón y el pistón. 4  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 3 El motor diésel 3.3. Cámaras de combustión para motores diésel La Cámara De Combustión es la zona del cilindro donde se produce la quema de la mezcla del aire y el combustible. Se ubica entre las válvulas y la culata, y el pistón. La entrada del combustible en la cámara puede realizarse de dos formas: por inyección directa o por inyección indirecta. 3.3.1. Cámara de inyección directa En la inyección directa se lanza el combustible directamente sobre la cabeza del pistón. Se realiza a través de un inyector ubicado en la parte superior del cilindro. En este se aumenta la temperatura del combustible para que pueda mezclarse bien cuando contac- te con el aire. Son motores más eficientes en cuanto al consumo, pero más ruidosos que los de inyección indirecta. Imagen 1. Inyección directa diésel 5  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 3 El motor diésel 3.3.2. Cámara de inyección indirecta o de turbulencia La inyección indirecta no introduce el combustible directa- mente en la cámara de combustión, lo hace en una precámara con unas características determinadas. A esta cámara se la conoce como cámara de turbulencia y está comunicada con la cámara de combustión a través de un canal. Es este canal la clave de la inyección indirecta. Tanto el combustible como el aire que se comprime por el pistón, atraviesan el canal al mismo tiempo generándose un aumento de la presión y el torbellino. Esto provoca un inicio muy rápido de la combustión que se traslada de forma progresiva hasta la cámara donde se completa. Imagen 2.. Inyección indirecta diésel 6  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 3 El motor diésel 3.4. Ciclos del motor de cuatro tiempos diésel Para comprender el funcionamiento de los motores diésel, es importante comprender su funcionamiento teórico y real. Se lleva a cabo mediante ciclos o más conocidos como tiempos. 3.4.1. Ciclo teórico del motor de cuatro tiempos diésel Se analizará en primer lugar el ciclo teórico para posteriormen- te compararlo con el real. Fase 1: admisión Se inicia cuando el pistón empieza su descenso desde el punto más alto. La válvula de admisión permite la entrada del aire y el pistón desciende hasta su punto más bajo dónde la válvula se cierra de nuevo. Fase 2: compresión El pistón asciende desde su punto inferior comprimiendo el aire y aumentando la presión y temperatura de este. Fase 3: combustión (trabajo) Justo antes de que el pistón llegue al punto más alto se inyec- ta el combustible a alta presión, que al contactar con el aire produce el encendido y por tanto la combustión, empujando el pistón de nuevo de forma descendente. Fase 4: escape Con el pistón de nuevo en su punto inferior se abre la válvula de escape y en su ascenso empuja los gases generados por la combustión hacia el exterior. 7  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 3 El motor diésel 3.4.2. Ciclo práctico o real del motor de cuatro tiempos diésel En la práctica, los motores diésel no funcionan exactamente cómo define el ciclo teórico. La diferencia principal se encuen- tra en los momentos de apertura y cerrado de las válvulas, que se anticipan o retrasan en función de la situación para optimizar su funcionamiento. En la imagen siguiente se refleja el ciclo real. Se pueden apreciar los solapamientos entre las distintas fases que hacen posible el funcionamiento correcto del motor. Para comprenderla correctamente, es necesario definir algunos términos: › AAE (avance a la apertura del escape): la válvula de escape abre antes de que el pistón llegue al PMI para que la presión residual que quede en el cilindro se descargue. › RCE (retraso al cierre del escape): al retrasas el cierre de la válvula de escape se puede aprovechar la inercia que llevan los gases y así mejorar su expulsión. › AAA (avance de la apertura de admisión): anticipar la apertura de la válvula de admisión permite aprovechar la velocidad de salida de los gases de escape para la entrada de los gases de admisión. › RCA (retraso al cierre de admisión): permite que los gases sigan entrando al cilindro sin necesidad de forzarlos. › AI (avance a la inyección): adelantar la inyección permite reducir el tiempo que pasa entre que se inyecta el gas, se evapora, se caliente y explota. Imagen 3. Ciclo real de funcionamiento diésel N O Existen algunos motores sobrealimentados donde la entrada T de aire es forzada. Esto provoca que los ángulos de AAA y RCE aún puedan ser menores. A 8  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 3 El motor diésel 3.5. Combustible El combustible que se utiliza en los motores diésel es el gasoil o diésel. Es un líquido en su origen de color blanquecino, aunque su tonalidad puede variar según los aditivos que se le adhiera. Es un derivado del petróleo compuesto por parafinas. También se puede obtener a partir de aceites vegetales, en este caso se le denomina biodiésel. Al producirse su combustión, se generan una serie de gases contaminantes perjudiciales para el medioambiente. Si bien es cierto que el motor diésel tiene un rendimiento mejor que los de gasolina y por tanto expulsa menos gases, los gases que genera son más contaminantes que los de los motores de gasolina. Por lo que, en resumen, se puede afirmar que los motores diésel generan menos emisiones, pero más dañinas para la salud, que los de gasolina. 3.6. Mantenimiento del motor diésel Las tareas para un correcto mantenimiento de los motores diésel no son específicas, son las habituales en cualquier vehículo: cambios de aceite, filtros de aire, gasoil y aceite, limpieza de inyectores, cambio de anticongelante, etc. Estas operaciones se irán viendo en los capítulos descriptivos de cada sistema. 3.7. Averías comunes del motor diésel Cabe destacar algunos de los problemas que suelen apare- cer en los motores diésel, que son consecuencia directa de un deficiente mantenimiento preventivo: Problemas comunes en motores diésel Provocan un calentamiento excesivo, gripaje del Problemas de lubricación motor, desgaste de cilindros, pistones, segmentos, cojinetes, etc. Problemas de refrigeración Sobrecalentamiento, curvado de culata, etc. La mezcla inadecuada de combustible y aire provo- Problemas de alimentación ca una mala combustión, depósitos de carbonilla, humos, etc. Si al motor le cuesta arrancar en frío es muy probable Problemas de encendido que algún calentador esté fundido. 9 Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 3 El motor diésel 10 Unidad 4 Sistemas auxiliares del motor I: Distribución y refrigeración Mantenimiento mecánico preventivo Índice Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 4 Sistemas auxiliares del motor I: Distribución y refrigeración 4.1. Sistemas auxiliares del motor 4.2. Distribución 4.2.1. Ciclo de funcionamiento real del motor diésel 4.2.2. Problemas con el ciclo defuncionamiento teórico 4.2.3. Modificaciones sobre el ciclo teórico 4.2.4. Elementos que componen la distribución 4.2.5. Tipos de distribución 4.2.6. Mantenimiento y reparaciones simples 4.3. Refrigeración 4.3.1. Refrigeración por agua 4.3.2. Mantenimiento y reparaciones simples  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 4 Sistemas auxiliares del motor I: Distribución y refrigeración Introducción Para que un vehículo funciones no solo basta con que el motor esté en condiciones óptimas para realizar la función, sino que es necesario de sus sistemas auxiliares para que esa misión se lleve a cabo. Aquí es donde entra en juego el sistema de distribución, el cual se encargará de realizar la función de entrada de combustible y aire dentro del motor para su funcionamiento como de la expul- sión de los gases creados en dicho funcionamiento. Por otro lado, encontramos también el sistema de refrigera- ción el cual se encargan tanto de mantener la temperatura en condiciones óptimas para el funcionamiento del motor sin crear sobrecalentamiento en ninguna parte del motor. Al finalizar esta unidad + Conoceremos que son y cuáles son los sistemas auxiliares que tienen los motores. + Aprenderemos que es y cómo funciona la distribución de un motor + Analizaremos en que consiste y el funcionamiento del siste- ma de refrigeración de los motores. 3  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 4 Sistemas auxiliares del motor I: Distribución y refrigeración 4.1. Sistemas auxiliares del motor Se denomina sistemas auxiliares a todos aquellos conjuntos de elementos y mecanismos que, sin formar parte directa del sistema motor, colaboran y son necesarios para su funciona- miento. Son los siguientes: Distribución Es el encargado de abrir y cerrar las válvulas de admisión y escape de los cilindros en el momento preciso. Imagen 1. Sistema de distribución Lubricación Su función es reducir el rozamiento que sufren determinados elementos para evitar su rotura y aumentos elevados de la temperatura. Imagen 2. Sistema de lubricación 4  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 4 Sistemas auxiliares del motor I: Distribución y refrigeración Alimentación Se encarga de regular la entrada tanto de aire como de combustible al interior de los cilindros. Imagen 3. Sistema de alimentación Refrigeración Su misión es mantener la temperatura de los elementos del motor dentro de un rango tolerable para el funcionamiento del sistema. Imagen 4. Sistema de refrigeración Actualmente las ambulancias utilizan motores diésel, por lo que la explicación de cada uno de estos sistemas se realizará en base a este tipo de motores. 5  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 4 Sistemas auxiliares del motor I: Distribución y refrigeración 4.2. Distribución Para comprender la función del sistema de distribución del vehículo, es necesario conocer cómo se comporta un motor diésel durante su ciclo de funcionamiento. 4.2.1. Ciclo de funcionamiento real del motor diésel Anteriormente se ha estudiado el ciclo teórico de funciona- miento, el cual queda resumido en el siguiente cuadro: Ciclo de funcionamiento teórico de un motor diésel Desplazamiento Válvulas de Válvulas de del pistón admisión escape Primer tiempo: admisión Del PMS al PMI Abierta Cerrada Segundo tiempo: compre- Del PMI al PMS Cerrada Cerrada sión Tercer tiempo: combustión Del PMS al PMI Cerrada Cerrada Cuarto tiempo: escape Del PMI al PMS Cerrada Abierta Donde: PMS = Punto Muerto Superior y PMI = Punto Muerto Inferior Imagen 5. Ciclo de funcionamiento teórico de un motor diésel 6  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 4 Sistemas auxiliares del motor I: Distribución y refrigeración Realmente si el ciclo se produjese tal cual resume este cuadro, se producirían gran cantidad de problemas derivados de la velocidad de movimiento del pistón. La velocidad del pistón se calcula a partir de la velocidad de giro del cigüeñal. De media los motores diésel se encuentran circulando alrededor de las 2 000 revoluciones por minuto, es decir, el cigüeñal realiza 2 000 vueltas por cada minuto: 2 000 vueltas/min Si 1 minuto son 60 segun- dos à 33,33 vueltas/s Cada vuelta del cigüeñal corresponde a dos carreras del pistón, por lo que se puede deducir que a 2 000 rpm un pistón realiza 66,67 carreras/s. A simple vista se puede apreciar que se trata de una velocidad extremadamente elevada y difícil de coordinar. 4.2.2. Problemas con el ciclo de funcionamiento teórico › Problemas en la admisión: debido a la gran velocidad del pistón puede llegar a no llenarse completamente ya que la válvula no se abre instantáneamente, y además, por inercia, el aire no puede seguir al pistón. › Problemas en la compresión: al no llenarse completa- mente, la presión y la temperatura que se alcanzarán serán inferiores. › Problemas en la combustión: la presión y temperatura son las claves para la combustión en motores diésel, por lo que no alcanzar las necesarias puede provocar que no se produzca o se produzca deficientemente. › Problemas en el escape: si se iniciase en el punto teóri- co, existiría cierta presión remanente en el cilindro que se opondría a su desplazamiento. Esto dificultaría la salida de los gases y la entrada del nuevo ciclo de aire. Imagen 6. Estados de las válvulas de admisión y escape 7  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 4 Sistemas auxiliares del motor I: Distribución y refrigeración 4.2.3. Modificaciones sobre el ciclo teórico El sistema de distribución soluciona los problemas que se generaría si se trabaje según el ciclo teórico de las siguientes maneras. Modificaciones en la admisión 1. Avance de la apertura de admisión (AAA): se abre la válvula de admisión justo antes de que el pistón llegue al PMS. Con ello el aire ocupa el espacio que dejan los gases quemados y disminuye la inercia. 2. Retraso del cierre de admisión (RCA): aunque se alcan- ce el PMI la válvula se mantiene abierta unos instantes. De esta forma se aprovecha la inercia del aire que sigue entrando. Modificaciones en la compresión Se realiza la inyección justo antes de que el pistón alcance el PMS para que el combustible y el aire entren en contacto antes y tengan tiempo de alcanzar perfectamente la temperatura de combustión. Modificaciones en la combustión Se soluciona también con el adelanto de la inyección. Modificaciones en el escape 1. Avance en la válvula de escape (AAE): se abre la válvu- la de escape antes de que el pistón llegue al PMI. Esto facilita que los gases quemados sean empujados por el cilindro y encuentren más fácilmente la salida. 2. Retraso del cierre de escape (RCE): se cierra la válvu- la de escape instantes después de que el pistón haya llegado al PMS para asegurar que la cámara se vacíe completamente de los gases quemados. En el siguiente diagrama se pueden observar las diferen- cias en los tiempos de un ciclo teórico y el ciclo al que atiende un motor diésel con las modificaciones que aporta la distribución. Imagen 7. Comparación del ciclo teórico y el ciclo real de un motor diésel 8  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 4 Sistemas auxiliares del motor I: Distribución y refrigeración 4.2.4. Elementos que componen la distribución Los elementos principales que componen el sistema de distri- bución son: › Las válvulas › El árbol de levas Válvulas Son los elementos encargados de abrir y cerrar los conductos que comunican los cilindros con la entrada de aire y combusti- ble; y con la salida de los gases quemados. Están formadas por una cabeza circular y un vástago que emerge de esta al que se le llama pie de válvula. Están unidas directamente sobre la culata. Imagen 8. Válvulas Los movimientos principales de las válvulas son dos: › Movimiento de apertura: un esfuerzo exterior empuja el pie de la válvula de forma lineal de forma que esta se desplaza abriendo el orificio. › Movimiento de cierre: el resorte o muelle de recupe- ración una vez cesa el esfuerzo exterior hace volver a la válvula a su posición de reposo tapando el orificio. El elemento que aporta este esfuerzo exterior mencionado es la leva. Es la propia forma de la leva la que determina de los 360º que tiene una vuelta, los grados durante los que la válvu- la permanece abierta. 9  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 4 Sistemas auxiliares del motor I: Distribución y refrigeración Imagen 9. Árbol con tres levas montadas El contacto entre la leva y la válvula se facilita mediante unos elementos llamados empujadores. Estos transmiten presión a las levas de forma que aumenta la superficie de contacto entre ellas y las válvulas, reduciendo así el desgaste y las holguras que pudieran aparecer. Los motores de las ambulancias normalmente tienen cuatro cilindros en línea, lo cual implica como mínimo cuatro válvulas de admisión, cuatro válvulas de escape y ocho levas. Las levas se pueden colocar de dos formas distintas: › Disposición OHC: todas las levas se encuentran sobre un mismo eje al que se le denomina árbol de levas. Imagen 10. Árbol de levas OHC › Disposición DOHC: las levas se distribuyen en dos ejes distin- tos, un árbol se encarga de la admisión y el otro del escape. Imagen 11. Árbol de levas DOHC 10  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 4 Sistemas auxiliares del motor I: Distribución y refrigeración Árbol de levas El movimiento de giro del árbol de levas viene de la mano del cigüeñal. Este transmite su movimiento a una polea o engrana- je (dependiendo del tipo de distribución) conectado al árbol de levas en la parte delantera. El número de dientes del engranaje del árbol de levas debe de ser el doble que el del cigüeñal ya que, por cada dos vueltas de este (un ciclo motor), las válvulas deben abrir y cerrar una sola vez. La comunicación entre el cigüeñal y el árbol de levas puede realizarse mediante: › Cadenas: si se utilizan engranajes. Imagen 12. Cadena de distribución › Correas: si se utilizan ruedas dentadas o poleas. Imagen 13. Correa de distribución Hoy en día la mayoría de fabricantes utilizan correas ya que son más baratas, producen menos ruidos y no requieren de lubricación. Los engranajes o ruedas dentadas llevan unas marcas para su correcto montaje. Tienen una única posición por lo que es imprescindible montarlos correctamente o los ciclos no se producirán correctamente. 11  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 4 Sistemas auxiliares del motor I: Distribución y refrigeración 4.2.5. Tipos de distribución Distribución fija En la distribución fija las válvulas se abren y se cierran siguien- do un sistema prefijado que es totalmente independiente de la velocidad a la que gira el cigüeñal. El motor no siempre requiere del mismo tiempo de llenado o vaciado, por lo que se dan lugar a distintos regímenes de trabajo, la mayoría de ellos donde el motor no se encuentra en su funcionamiento óptimo. Distribución variable Este tipo de distribución si adapta los grados de apertura y cierre de las válvulas a las revoluciones en las que se encuen- tre el motor. Esto se consigue mediante sistemas multiválvulas, generalmente utilizando cuatro válvulas por cilindro, dos de admisión y dos de escape. Estos sistemas se controlan electró- nicamente mediante la Unidad de Control Electrónico (UCE) en función del número de revoluciones y la posición del pedal de aceleración: › Sistemas DOHC: permiten un avance en la apertura de las válvulas. › Variación de la altura de las válvulas: con una leva adicional por cilindro se acciona un balancín que aporta un mayor recorrido a la apertura de válvulas. › Sistemas hidráulicos: permiten girar los árboles de levas en el sentido de avance o de retraso. 4.2.6. Mantenimiento y reparaciones simples El principal elemento que mantener, sobre todo en ambulan- cias, es la correa de distribución. Según el fabricante suelen tener vidas útiles entre los 60 000 y 150 000 km. Su mante- nimiento consiste en renovarlas periódicamente antes de que se rompan ya que las consecuencias serían fatales para gran cantidad de componentes del motor. 12  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 4 Sistemas auxiliares del motor I: Distribución y refrigeración 4.3. Refrigeración En los cilindros durante la combustión se alcanzan elevadas temperaturas. Si estas no se controlan podrían ascender hasta el punto de superar el punto de fusión de algunos elementos, por lo que es imprescindible un sistema que controle estas temperaturas. Esta es la función del sistema de refrigeración, mantener la temperatura del motor siempre entre los 85 y 110 ºC aproxi- madamente. Imagen 14. Funcionamiento del sistema de refrigeración Existen dos tipos de sistemas de refrigeración en función del fluido que utilizan para absorber la temperatura del motor: › Refrigeración por aire: utiliza el aire que llega direc- tamente a las paredes del motor. Se encuentra principalmente en motocicletas. › Refrigeración por agua: utiliza agua circulando alrede- dor de los cilindros por un circuito de refrigeración. A continuación, se analizará el sistema de refrigeración por agua ya que es este el que se utiliza en las ambulancias. 13  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 4 Sistemas auxiliares del motor I: Distribución y refrigeración 4.3.1. Refrigeración por agua El agua puede utilizarse como refrigerante, pero presenta una serie de problemas: › Oxida los metales › Puede contener trazas de cal y otros elementos capaces de obstruir los conductos del circuito y el radiador › Al congelarse aumenta su volumen Como solución, no se utiliza agua concretamente, sino una mezcla de agua con otros componentes a la cual se le da el nombre de líquido refrigerante. Existen distintos tipos de líquidos refrigerantes según el régimen de funcionamiento que necesite el vehículo. Siempre es recomendable utilizar el indicado por el fabricante, pero en caso de pérdidas o de necesidad se puede utilizar agua destilada de forma puntual. Imagen 15. Llenado del depósito de líquido refrigerante Funcionamiento del sistema El líquido circula por un circuito que atraviesa el bloque motor. Pasa alrededor de cilindros y otros elementos que desprenden calor de forma que, al encontrarse el líquido a menor tempe- ratura, el calor pasa hasta él. El líquido circula hasta el radiador donde se enfría, y vuelve de nuevo al circuito para seguir con su función. El radiador se ubica en la parte delantera del vehículo para utilizar como refrigerante del circuito el propio aire del exterior. Consecuencias del aumento de temperatura en el lí- quido refrigerante Cuando un líquido se calienta disminuye su densidad y aumen- te su volumen. Estos dos factores son fundamentales en el diseño de los circuitos de refrigeración. 14  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 4 Sistemas auxiliares del motor I: Distribución y refrigeración Densidad El líquido caliente entra en el radiador por la parte superior. A medida que circula a través de este su temperatura va dismi- nuyendo y su densidad aumentando de forma que facilita su descenso hasta la salida en la parte inferior. Esto sucede debido a la transmisión de calor por convección entre el radia- dor y el líquido. Imagen 16. Enfriamiento del líquido refrigeran- te cuando circula a través del radiador Volumen Las variaciones de volumen se amortiguan a través de un depósito denominado depósito de expansión. Este funciona del siguiente modo: » Cuando el motor se encuentra en funcionamiento normal la temperatura del líquido sube, por tanto, aumenta su volumen y en consecuencia aumenta el nivel del depósito. » Cuando deja de funcionar la temperatura disminuye, por tanto, se reduce el volumen y baja el nivel del depósito. Elementos que componen el sistema › Bomba de agua La bomba es el elemento que transmite la presión necesaria al líquido para que sea capaz de circular por el sistema. Se coloca en la salida del radiador donde el líquido más frío se encuentra. 15  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 4 Sistemas auxiliares del motor I: Distribución y refrigeración Imagen 17. Bomba de agua › Termostato Se trata de una válvula cuya función es asegurar que el líquido refrigerante procedente del motor llegue al radia- dor cuando el motor haya alcanzado la temperatura de funcionamiento. Lo controla la UCE de forma electrónica. Imagen 18. Termostato › Radiador Se encarga de recoger el aire del exterior para enfriar el líquido refrigerante que llega caliente del motor. Está compuesto de material metálico y formado por peque- ñas canalizaciones de pequeña sección y gran superficie para aumentar la eficiencia del intercambio de calor. 16  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 4 Sistemas auxiliares del motor I: Distribución y refrigeración Imagen 19. Radiador › Electroventilador Para mejorar la eficiencia del paso de aire a través del radiador se coloca un ventilador eléctrico que aumenta la velocidad de paso de dicho aire. Se acciona mediante un interruptor térmico. Solamente debe funcionar si la temperatura del líquido refrigerante paso un determinado umbral. › Indicador de temperatura del motor Como sistema de seguridad se colocan dos indicadores en el cuadro de mandos para que el propio conductor pueda conocer la temperatura del líquido de refrigera- ción y sea capaz de detener a tiempo el vehículo frente aumentos excesivos de esta. Existen dos indicadores: » Piloto: luz roja que se activará en el cuadro cuando se supere un umbral peligroso de temperatura » Reloj indicador: indicará la temperatura del líquido en todo momento N O Existe un segundo radiador por el que T pasa el líquido para aprovechar su temperatura en la climatización del A habitáculo del vehículo. Imagen 20. Indicador de temperatura del líquido refrigerante 17  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 4 Sistemas auxiliares del motor I: Distribución y refrigeración 4.3.2. Mantenimiento y reparaciones simples Los principales problemas que pueden aparecer en el sistema de refrigeración son: Calentamiento del líquido refrigerante y del motor Puede suceder debido a: › Pérdidas del líquido refrigerante debido a fugas en el circuito. Se debe localizar el punto y repararlo. › Fallo en el funcionamiento del electroventilador debido al interruptor térmico, al fusible, al relé, etc. › Exceso de suciedad en el radiador. Debe revisarse y limpiarse periódicamente. › Termostato bloqueado en la posición que impide el paso del líquido hacia el radiador. › Obstrucción de los circuitos del radiador debido a la acumulación de impurezas. La limpieza de este se debe realizar por un taller especializado. › Problemas en la bomba de agua como pérdidas de agua, patinado de la correa o deterioro del cojinete interno. Retraso en el calentamiento del motor Puede suceder debido a: › Termostato bloqueado en la posición en la que el líquido solo puede dirigirse hacia el radiador. › El electroventilador no se apaga nunca. Para solucionar estos problemas, existen tres operaciones principales de mantenimiento del sistema de refrigeración: 18  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 4 Sistemas auxiliares del motor I: Distribución y refrigeración Renovación del líquido refrigerante El procedimiento para la renovación del líquido refrigerante sigue los siguientes pasos: 1. En primer lugar, se debe dejar enfriar el motor. Bajo ningún concepto se debe abrir el tapón con el motor caliente dado que saldría a presión. 2. Vaciado del sistema quitando el tapón de llenado y el manguito inferior del radiador. Se debe dejar salir todo el líquido y recogerlo en un recipiente apropiado. Algunos vehículos disponen de un grifo para facilitar esta acción. 3. Con el sistema vaciado se coloca de nuevo el manguito y se cierran los grifos. 4. Añadir el nuevo líquido por el tapón de llenado hasta el nivel máximo que indica el depósito. 5. Poner el motor en marcha para purgar de aire el sistema. Algunos sistemas tienen tornillos de desaireación los cuales se deben aflojar hasta que salga líquido por ellos. Si no posee estos tornillos simplemente se debe esperar dejando el motor en marcha un tiempo. 6. Con el circuito ya purgado colocar el tapón de llenado y verificar que funciona el ventilador 7. Apagar el motor y comprobar que el líquido refrigerante tiene un nivel adecuado Comprobar la estanqueidad Para este procedimiento se emplea una bomba manual de presión que se conecta donde se encuentra el tapón del depósito de expansión. 1. Dejar que el motor se enfríe 2. Quitar el tapón y comprobar que el nivel de líquido es adecuado, en caso contrario añadir el necesario 3. Colocar el adaptador para poder conectar la bomba 4. Conectar la bomba y aplicar 1 bar de presión 5. Observar la medida que indique el manómetro. Si mantiene una lectura constante significa que no hay fugas 6. Descargar la presión con el pulsador de la bomba y retirarla junto al adaptador 7. Verificar el nivel de líquido y colocar el tapón 19  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 4 Sistemas auxiliares del motor I: Distribución y refrigeración 20 Unidad 5 Sistemas auxiliares del motor II: Lubricación Mantenimiento mecánico preventivo Índice Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 5 Sistemas auxiliares del motor II: Lubricación 5.1. Finalidad de la lubricación 5.2. Tipos de lubricación 5.2.1. Lubricación por mezcla 5.2.2. Lubricación por salpicadura 5.2.3. Lubricación a presión 5.3. Lubricantes 5.3.1. Base de un aceite lubricante 5.3.2. Clasificación de aceites lubricantes 5.3.3. Aditivos más utilizados 5.4. Mantenimiento del sistema de lubricación 5.4.1. Cambios periódicos de aceite 5.4.2. Cambios del filtro de aceite 5.4.3. Medición de nivel de aceite 5.5. Averías comunes del sistema de lubricación 5.5.1. Motor gripado 5.5.2. Estropear la rosca del tornillode evacuación del cárter 5.5.3. Pérdidas de aceite  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 5 Sistemas auxiliares del motor II: Lubricación Introducción Como ya hemos estudiado no solo es necesario un motor para que funcione un vehículo, sino que necesitamos también de sus sistemas auxiliares que hacen que estos funcionen en condiciones adecuadas. A parte de encontrar los sistemas de refrigeración y distribución, otro sistema auxiliar primordial en el funcionamiento de un motor es el sistema de lubricación. Este sistema es el encargado de que todos los componentes del motor los cuales están en permanente movimiento para que a partir de ese trabajo y rozamiento se transforme en movimien- to del vehículo tengan siempre una capa de lubricante para poder trabajar en condiciones sin llegar a griparse o engarrotar- se debido a la altas temperaturas creadas. Al finalizar esta unidad + Definiremos la finalidad que tiene el + Conoceremos el mantenimiento que sistema de lubricación en un vehículo. debemos realizar para mantener el sistema de lubricación en condicio- + Distinguiremos los tipos de sistema nes óptimas. de lubricación utilizados. + Conoceremos las averías más típicas + Analizaremos los distintos tipos de que podemos encontrar en un siste- lubricantes utilizados, así como sus ma de lubricación. componentes y características 3  Mantenimiento mecánico preventivo | UNIDAD 5 Sistemas auxiliares del motor II: Lubricación 5.1. Finalidad de la lubricación En los vehículos hay gran cantidad de piezas en contacto unas con otras y sobre las cuales se producen rozamientos que las llevan al desgaste y a pérdidas de energía en forma de calor. La función de la lubricación es minimizar estos problemas colocando una capa de material lubricante en la superficie de las piezas para que el rozamiento se realice en esta capa y no directamente las piezas entre ellas. Imagen 1. Lubricación de una pieza metálica 5.2. Tipos de lubricación El tipo de lubricación que se utilice depende principalmen- te de la temperatura de funcionamiento del sistema que se vaya a lubricar. Generalmente puede realizarse de tres formas distintas: › Por mezcla › Por salpicadura › A presión