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MECÁNICA DEL AUTOMÓVIL MECANICA 4. MECANICA DEL AUTOMOVIL 4.1 Función del motor Proporciona la energía mecánica necesaria para imprimir movimiento al vehículo. Existen diferentes tipos de motores que han sido utilizados para funcionar en automóviles, pero el que mejor se ha desempeñado ha sido el de combustión interna de pistón alternativo, de gasolina o diésel. Dependiendo del diseño del vehículo, el motor puede encontrarse ubicado en la parte delantera, trasera o media, de manera longitudinal (a lo largo del vehículo) o de manera transversal (atravesado con respecto al vehículo). Fig. 1 Motor 4.1.2 Principios de operación del motor a gasolina Los componentes básicos del motor a gasolina son la cabeza de cilindros y el cilindro, donde una mezcla de aire-combustible se comprime, quema y el pistón, biela y cigüeñal, que actúan juntos para convertir la energía creada por la combustión de la mezcla de aire– combustible en movimiento giratorio hacia la transmisión y ruedas. 10 7 8 9 2 1 3 5 6 4 Fig. 2. Componentes básicos del Motor La parte superior del cilindro (1) se sella con la cabeza del cilindro (2), y el pistón (3) puede moverse libremente hacia arriba y hacia abajo del cilindro. La biela (5) conecta el pistón al cigüeñal (4) de tal manera que el cigüeñal girara cuando el pistón se mueva hacia arriba y hacia abajo. En el extremo del cigüeñal, se une al volante de inercia del motor (6) para hacer que la rotación sea suave y uniforme. En la cabeza del cilindro se localiza la válvula de admisión (7) para introducir una mezcla de aire-gasolina y la válvula de escape (8) para sacar los gases producto de la combustión, estas dos válvulas se sellan para comprimir la mezcla de aire-combustible, y la bujía de encendido (9), para encender la mezcla. 4.1.3 Operación de un motor de cuatro tiempos El motor de combustión interna de pistón alternativo funciona quemando una mezcla correcta de aire y combustible en el momento preciso. Cuenta para ello con una cámara de combustión, así como con una válvula de entrada de mezcla y de salida de gases quemados, entre otros. Para comprender mejor su funcionamiento, se indican a continuación algunas ilustraciones que muestran el modo de trabajo del motor de combustión interna de cuatro tiempos de pistón alternativo y se describe lo que sucede en cada una de las carreras del pistón dentro del cilindro. ADMISIÓN COMPRESIÓN POTENCIA ESCAPE Fig. 3. Ciclo de cuatro tiempos Carrera de admisión: Inicia cuando el pistón se encuentra en la parte más alta de su carrera y se mueve hacia abajo. La válvula de admisión se encuentra abierta y el vacío que forma el pistón al descender provoca que ingrese la mezcla de aire y combustible al cilindro. Carrera de compresión: Cuando el pistón llega a la parte más baja de su carrera, la válvula de admisión se cierra y el pistón comienza a subir, con lo que la mezcla se comprime hasta que queda confinada en la cámara de combustión. Carrera de potencia: Un poco antes de que el pistón llegue a la parte más alta en su carrera de compresión, salta de la bujía una chispa que incendia la mezcla comprimida, la cual libera la energía necesaria para forzar al pistón a descender hasta su parte más baja, produciendo así potencia en el cigüeñal del motor. Carrera de escape: Muy cerca del final de la carrera de potencia, la válvula de escape se abre; entonces el pistón comienza a subir por el cilindro, impulsando hacia el exterior los gases quemados de la combustión, con lo que el ciclo termina. El ciclo de cuatro tiempos es repetido continuamente en cada cilindro de un motor mientras se encuentre encendido. Cada carrera del pistón requiere de 180° de rotación del cigüeñal (Media vuelta), con lo que para un ciclo completo de cuatro tiempos es necesario que el cigüeñal gire dos revoluciones. Al ciclo de cuatro tiempos de un motor de combustión interna de pistón alternativo también se le conoce como “ciclo Otto”, ya que fue el inventor alemán Nikolaus Otto quien perfeccionó su funcionamiento en 1876. 4.1.4 Estructura del motor El motor está compuesto de tres partes muy importantes que son: La cabeza de cilindros, el monoblock y el carter. IV.1.4.1 La cabeza de cilindros Está montada en la superficie superior del bloque de cilindros y junto con el pistón forma la cámara de combustión, la cabeza de cilindros a su vez está compuesta por los puertos de admisión, puertos de escape, árbol de levas, levanta válvulas (buzos), sellos de válvula, resortes de válvula, asientos de válvula, guías de válvulas, válvulas de admisión, válvulas de escape, cuñas, retenedores de resorte, en algunos casos balancines, flechas de balanceo, cámaras de enfriamiento y conductos de aceite. Las cabezas de cilindros están hechas de hierro y fundición de aluminio. La mayoría son de fundición de aluminio con alta conductividad térmica. Fig. 4. Cabeza de cilindros. 4.1.4.2 Componentes de la cabeza de cilindros Árbol de levas utiliza levas que empujan a las válvulas para abrirlas mientras gira. Los resortes en las válvulas son utilizadas para regresarlas a su posición de cierre. Esta es una labor crítica, y puede tener un gran impacto en el desempeño del motor a diferentes velocidades. Las válvulas permiten el ingreso de una mezcla de aire/combustible al motor y la salida de gases de escape fuera del motor. Fig. 5. Árbol de levas. Hay varios y diferentes arreglos de árboles de levas en los motores. Hablaremos sobre algunas de las más comunes. Árbol de levas sobre la cabeza (SOHC) “Single Over Head Camshaft Engine de Sign” Diseño de árbol de levas a la cabeza individual: Tiene un número muy reducido de partes entre el árbol de levas y la válvula, y el árbol de levas está conectado sobre la cabeza de cilindros. Debido a que partes como las varillas de empujé están eliminadas, Este tipo es más adecuado para operaciones a mayor velocidad. Árbol de levas doble sobre la cabeza (DOHC) “Double Over Head Camshaft” Doble árbol de levas a la cabeza: Este tipo tiene dos árboles de levas, uno es exclusivo para la operación de las válvulas de admisión y el otro es para las válvulas de escape. Generalmente no tiene balancines ya que la leva empuja directamente a la válvula. Árbol de levas en el motor (OHV) “Over Head Valve Engine Design” Diseño de motor con válvula a la cabeza. Con vástagos de empuje: Las válvulas de admisión y escape se encuentran arriba del pistón, el árbol de levas está en el bloque de cilindros y empuja hacia arriba el brazo del balancín de la cabeza de cilindros por medio de un levantaválvulas y empuja la varilla conectada al árbol de levas. Simultáneamente, el otro extremo del brazo del balancín se mueve hacia abajo pivoteando el eje del balancín y empujandola válvula para abrirla. 4.1.4.3 Bloque de cilindros Este sirve como alojamiento de cilindros, pistones, anillos de pistón, bielas, perno de biela, cigüeñal, metales de biela y bancada, tapones estampados, galerías de aceite, galerías de agua, tapones roscados, engranes de distribución, reten de aceite, y en algunos casos, árbol de levas, varillas, buzos. Fig 6. Bloque de cilindros. 4.1.4.3.1 Componentes del bloque de cilindros Pistón, Está ubicado dentro de la cámara de cilindros del monobloque y su función es formar la compresión en el interior del cilindro y a su vez recibir la presión de la combustión y transmitirla a través de la biela al cigüeñal, consta de tres anillos y va sujeto a la biela por medio del perno del pistón. Fig. 7 Pistón. Anillos de pistón, Consta de tres por pistón, el primero y segundo son de compresión y permiten el sellado en la parte del cilindro, el tercero es de lubricación o barredor de aceite su función es la de lubricar y secar los cilindros del pistón, al primer y segundo anillo se les llama de compresión y al tercero de lubricación. Fig. 8. Anillos de Pistón Perno del pistón. Fabricado de acero, su función es sujetar la biela con el pistón. Fig. 9. Perno del pistón. Biela. Se encarga de unir al pistón con el cigüeñal, aloja al perno del pistón y trasmite el movimiento de la presión del pistón al cigüeñal. Fig. 10. Biela. El cigüeñal. Recibe la presión de la combustión por medio del pistón y biela, que convierte el movimiento reciproco del pistón en movimiento giratorio. Lleva acoplado en sus muñones las bielas, cojinetes de bielas “metales”, las bielas, contrapesos, engrane de cigüeñal, metales o cojinetes de bancada, venas de lubricación, lumbreras, alojamiento de buje piloto y el volante de inercia. Fig. 11. Cigüeñal. Metales de biela y bancada Estos protegen a los muñones de cigüeñal, del contacto directo con el alojamiento de la biela y evita un mayor desgaste están fabricados de diferentes capas de materiales. Fotografía 12. Metales de biela. Los componentes mostrados anteriormente forman el conjunto interno del motor como se muestra en la siguiente fotografía Fig.13. Conjunto interno del motor. Carter de aceite: Conforma el fondo del motor y sirve como depósito para almacenar el lubricante (aceite). Fig. 14. Carter de aceite. Ejercicio: Escriba el nombre de los componentes señalados en la figura 1. Fig. 15 - Esquema básico del Motor. 1 2 3 4 5 6 7 N. DESCRIPCIÓN 22 21 20 19 18 23 3 1 2 4 5 7 6 8 10 9 11 12 13 14 16 17 15 26 25 24 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 4.1.5 Sistemas del vehículo El automóvil está compuesto por una variedad de sistemas, los cuales aunque pueden distinguirse unos de otros están interrelacionados, logrando así poder ofrecer un buen desempeño en general, dando como resultado el nivel de rendimiento y eficacia deseados. A). Sistema de arranque Está diseñado para hacer girar el cigüeñal hasta que el motor arranque y funcione por sí mismo. Fig. 16. Esquema del sistema de arranque básico B). Sistema de encendido (ignición) Tiene como función proporcionar una chispa de alta intensidad a través de los electrodos de las bujías, a fin de encender la mezcla de aire - combustible en la cámara de combustión en el momento correcto con relación a la posición del pistón en el cilindro, la velocidad del motor, la carga del mismo y la posición del acelerador. Fig. 17. Diagrama de encendido con platinos Fig. 18. Diagrama de encendido electrónico C). Sistema de carga Proporciona la energía eléctrica suficiente para cargar la batería y operar el sistema eléctrico del vehículo (instrumentos, luces, limpiadores, radio, etc.) cuando el motor está funcionando. La parte principal de este sistema es el alternador (generador de corriente alterna), el cual absorbe energía mecánica del motor y la transforma en energía eléctrica alterna, la cual es transformada a su vez en corriente continua por medio de diodos semiconductores para poder ser utilizada en el automóvil. Se requiere de un regulador para mantener el voltaje de salida a un nivel determinado, a fin de proteger la batería y demás componentes del sistema eléctrico. Fig. 19. Ubicación de los componentes del sistema de carga D). Sistema de enfriamiento Cumple con la misión de mantener funcionando al motor en su temperatura de operación más eficiente, a la vez que acelera el calentamiento del motor cuando este se encuentra frío. Pueden encontrarse motores para automóvil enfriados por líquido o por aire, siendo los enfriados por líquido los de más extenso uso. Fig. 20. Ejemplo de un sistema de enfriamiento automotriz E). Sistema de combustible Proporciona al motor la mezcla adecuada de aire y combustible para que la combustión resulte en un buen rendimiento, economía de combustible y bajas emisiones contaminantes. Fig. 21. Diagrama simplificado de un sistema de combustible en un motor de inyección F). Sistema de lubricación Este sistema reduce la fricción entre las partes giratorias y deslizantes del motor, a la vez que ayuda a enfriar y limpiar dichas partes debido a la circulación de aceite. Fig. 22. El sistema de lubricación en el interior de un motor G). Sistema de escape Sirve para dirigir los gases de escape a la parte trasera del vehículo y reducir el ruido producido y las emisiones contaminantes. Fig. 23. Sistema de escape básico H). Sistema de suministro de aire Se diseñó para proporcionar constantemente al motor aire limpio y a temperatura controlada. Fig. 24. Sistema típico de admisión de aire I). Sistema de control de contaminantes Reduce la cantidad de emisiones peligrosas del escape y del cárter, así como las emisiones evaporativas del combustible crudo en el vehículo. Para ello se vale de elementos como la válvula de recirculación de los gases de escape (EGR), depósito de carbón activado para la recuperación de vapores de la gasolina (Cánister), válvula de ventilación positiva del interior del motor (PCV) y control de inyección de aire en el sistema de escape. J). Clasificación de motores Los motores de combustión interna de pistón alternativo pueden clasificarse, de acuerdo a su diseño, de las siguientes maneras: Por tiempos: − De dos tiempos − De cuatro tiempos Por sistemas de enfriamiento: − Enfriados por líquido − Enfriados por aire Por sistemas de combustible: − Gasolina − Diésel − Propano Por sistemas de encendido: − Encendido eléctrico (por chispa) − Encendido por compresión Por arreglo de válvula: − Cabeza en L − Cabeza en T − Cabeza en F − Cabeza en I Por el número de válvulas por cilindro: − 2 válvulas − 3 válvulas − 4 válvulas Por arreglo de cilindros: − En línea − En V − Opuestos − En W K). Desplazamiento (cilindrada) Es la cantidad o volumen de aire que desplaza un pistón a través de un cilindroa medida que se mueve desde el punto muerto inferior (PMI) hasta el punto muerto superior (PMS), multiplicado por el número de cilindros. Desplazamiento = 3.1416 x D2 / 4 x C x N o bien 3.1416 x r2 x C x N donde: 3.1416 = Constante D = Diámetro del cilindro (mm, Plg.) C = Carrera del pistón (mm, Plg.) N = Número de cilindros r = D/2 Fig. 25. Identificación de carrera, diámetro del cilindro y cámara de combustión Nota: PMS = Punto Muerto Superior PMI = Punto Muerto inferior Ejercicio Calcular el volumen de aire desplazado por el motor de un VW Sedan, siendo que el diámetro del cilindro es de 85.5 mm. y la carrera es de 69 mm. El motor es de 4 cilindros opuestos horizontalmente. L). Relación de compresión Es la relación comparativa del volumen total de un cilindro frente al volumen de la cámara de combustión del mismo. Relación de compresión = Volumen total del cilindro Volumen de la cámara de combustión Nota: El volumen total del cilindro es la suma del volumen desplazado en el cilindro y el volumen de la cámara de combustión. M). Sistema eléctrico Cumple con la función de proporcionar la energía eléctrica necesaria para el arranque y marcha del vehículo, así como para el funcionamiento de los diferentes accesorios que incorpora el mismo. El sistema eléctrico implica todos aquellos elementos que se relacionan para su funcionamiento con la energía eléctrica, desde luces, pequeños motores, cables, interruptores, alternador, batería, relevadores, fusibles, etc. N) Suspensión Lo componen un conjunto de elementos cuya finalidad es soportar todo el peso del vehículo y evitar que se transmitan directamente las irregularidades del camino a la carrocería y los ocupantes, manteniendo a la vez el contacto permanente de las ruedas con el camino y favoreciendo el completo control sobre el vehículo. Fig. 26. Diferentes tipos de suspensiones en una sola muestra O). Dirección Se encarga de transformar el movimiento giratorio del volante en movimiento lineal, el cual es aplicado normalmente a las ruedas delanteras del vehículo, reduciendo a la vez el esfuerzo que el conductor debe emplear para ello (sobretodo cuando se cuenta con asistencia hidráulica), con lo que éste tiene la capacidad de controlar la dirección del vehículo a voluntad propia. Aunque puede haber diversos mecanismos en los sistemas de dirección, los más empleados en vehículos han sido los siguientes: − Tornillo sinfín − Cremallera y piñón Fig. 27. Mecanismo de tornillo sinfín Fig. 28. Mecanismo de cremallera y piñón P) Transmisión Ofrece los medios necesarios para hacer llegar la potencia del motor a las ruedas motrices, proporcionando la reversa y varias velocidades hacia delante para la combinación requerida de velocidad y potencia necesaria en las diferentes condiciones de manejo. Aunque la ubicación de sus componentes puede variar de vehículo en vehículo, dependiendo de su diseño, se puede tener una mejor comprensión de los mismos refiriéndose a los dos ejemplos siguientes: Fig. 29. Vehículo de motor delantero con tracción trasera Fig. 30. Vehículo de motor delantero con tracción delantera Q) Frenos Este sistema le permite al conductor aminorar la marcha y detener el vehículo. Por otro lado, el freno de estacionamiento evita que el vehículo se mueva cuando está estacionado. En las ruedas de los vehículos automotores podemos encontrar dos tipos de ensambles de frenos, pudiendo en algunos casos encontrar ambos en un mismo automóvil. Dichos tipos son: Fig. 31. Frenos de disco Fig. 32. Frenos de tambor 4.2 MÉTODO DE DESMONTAJE Y MONTAJE 4.2.1 Elaboración del método de desmontaje y montaje Los pasos que se deben tomar en cuenta para elaborar cualquier tipo de método de desmontaje y montaje son los siguientes: 1. Tener muy claro el objetivo al que se quiere llegar. 2. Estudiar y analizar todos los puntos de unión del conjunto, así como las partes y objetos que impiden el libre acceso para realizar nuestro objetivo, haciendo un registro escrito de los mismos, anotándolos en orden sucesivo para desmontaje. 3. Determinar qué herramienta será necesaria. 4. Revisar los pasos anteriores y hacer correcciones si es necesario. 5. Una vez realizado lo anterior, procedemos con lo siguiente: 6. Preparación del equipo y/o herramienta necesaria. 7. Desconectar y desmontar todo lo que impida el libre acceso. 8. Desmontar la pieza o conjunto implicado. 9. Verificación, reparación o sustitución del mismo. 10. Montaje, siguiendo los pasos del método en sentido inverso, añadiendo al final operaciones complementarias (ajustar, purgar sistemas, rellenar de líquido, etc.) 4.2.2 Ventajas de seguir un método: • Rapidez en el trabajo. • Disminución de riesgos. • Menor desgaste físico y mental. • Mayor calidad de trabajo. Es importante tener un registro del tiempo empleado en todas las operaciones que se realicen, a la vez, deben hacerse las correcciones al método que sean necesarias y experimentar por diferentes caminos, a fin de determinar los pasos más precisos que deben seguirse. 4.2.3 Importancia de la herramienta apropiada Herramientas El trabajo de desmontaje y montaje se facilitará por la buena elección de herramienta y equipo apropiado, incrementándose a la vez la calidad y la velocidad del trabajo. Así mismo, mantener las herramientas limpias y ordenadas contribuye en gran manera a realizar trabajos con gran rapidez y eficiencia. Entre las herramientas comúnmente utilizadas pueden encontrarse llaves, dados, desarmadores, torquímetros, pinzas, martillos, punzones, cinceles, limas, etc. Existen además herramientas que han sido diseñadas para ciertas necesidades específicas, dependiendo de cada tipo de vehículo (o modelos de una misma marca). Por otro lado, existen herramientas que hacen uso de la fuerza del aire comprimido (herramienta neumática), a fin de acelerar el trabajo. Tal es el caso de la llave de impacto (de la que hay también una versión eléctrica), la cual hace uso de dados con un diseño especial para soportar los impactos continuos. Equipos Contar con los equipos adecuados en el taller permitirá realizar operaciones de desmontaje y montaje de mayor calidad en menos tiempo, a la vez que contribuirá a incrementar la seguridad en el taller. Como parte de los equipos se pueden encontrar gatos hidráulicos (de patín, para transmisiones), rampas de elevación, grúas o plumas portátiles, prensa hidráulica, tornillo de banco, entre otros. A la vez, en muchas ocasiones es importante contar con elementos de apoyo para realizar las operaciones con seguridad y comodidad; tal es el caso de los distintos soportes, los cuales pueden utilizarse para el motor, la transmisión, entre otros. 4.2.4 Desmontaje y montaje del depósito de combustible • Vaciar el depósito. • Retirar tornillos de anclaje de la boca de llenado. • Desconectar boca de llenado del depósito. • Desconectar líneas de combustible. • Desacoplar conector de la bomba de combustible. • Soltar tirantes de sujeción. • Retirar depósito. Para el montaje, se deben seguir las operaciones anteriores a la inversa. NOTA: En algunos modelos, se tendrá que desmontar el eje trasero, siguiendo las indicaciones del método correspondiente. 4.2.5 Desmontaje y montaje de media suspensión delantera • Desmontar conjunto de rueda. • Retirar tuerca de la flecha de transmisión. • Desconectar rótula de terminal de dirección.• Desconectar rótula del brazo de control. • Desconectar manguera del líquido de frenos. • Desmontar anclaje superior del amortiguador. • Retirar conjunto McPherson. • Desacoplar barra estabilizadora del brazo de control. • Extraer tornillo de anclaje del brazo de control. • Retirar brazo de control. • Para su montaje, seguir los pasos anteriores en sentido inverso, añadiendo lo siguiente: • Purga del circuito de frenos. 4.2.6 Desmontaje y montaje de radiador y electroventilador • Vaciar circuito de enfriamiento. • Desconectar mangueras de entrada y salida del radiador. • Retirar soportes superiores del radiador (2 tornillos). • Desconectar cable de tierra superior. • Desacoplar conector del ventilador. • Extraer radiador y ventilador. • Para su montaje, seguir los pasos anteriores en forma inversa y añadir: • Purga del circuito de enfriamiento. 4.2.7 Desmontaje y montaje del conjunto motor-caja-suspensión delantera • Desmontar accesorios como batería, filtro de aire, depósito de líquido del limpiaparabrisas, etc. • Desacoplar instalación eléctrica de los sistemas de ignición, carga, temperatura y aire acondicionado (si es el caso). • Desmontar electroventilador, radiador y condensador (si es el caso), siguiendo el método correspondiente. • Desconectar de alimentación y retorno de combustible. • Desconectar cables de aceleración, clutch y velocímetro. • Desmontar ruedas. • Desconectar mangueras de frenos delanteros. • Desconectar rótulas de dirección. • Desacoplar tubo de escape. • Desconectar unión de la palanca a la caja de cambios. • Soltar la barra estabilizadora y los brazos de control. • Soltar soportes del motor y transmisión. • Soltar anclaje superior de los amortiguadores. • Bajar el conjunto. Para el montaje, seguir los pasos anteriores en sentido inverso, aumentando: • Purga del sistema de frenos. • Verificar nivel de fluidos. • Comprobar alineación. IV.1 SISTEMA DE IGNICIÓN IV.1.1 Sistema de ignición (ENCENDIDO) Como pudo apreciarse en la descripción anterior, para quemar la mezcla de aire y combustible se necesita de una chispa eléctrica. El sistema de ignición tiene como función proporcionar esa chispa de alta intensidad a través de los electrodos de las bujías, a fin de encender la mezcla de aire - combustible en la cámara de combustión en el momento correcto con relación a la posición del pistón en el cilindro, la velocidad del motor, la carga del mismo y la posición del acelerador. El sistema de ignición está compuesto principalmente por los siguientes elementos: a) La Batería: Almacena la energía necesaria para el arranque del motor y el funcionamiento de los componentes eléctricos y electrónicos cuando éste no está funcionando. Normalmente son construidas de 12 volts. Una batería es un conjunto de elementos (celdas) unidos entre sí, donde cada elemento proporciona 2.2 volts; esto quiere decir que una batería de 6 elementos proporciona una carga efectiva de 13.2 volts. Fig. 2 Batería b) La Bobina: Básicamente es un transformador de corriente y su función es producir un pulso de tensión suficientemente elevada, para hacer saltar una chispa entre los electrodos de las bujías. Fig. 3 Bobina de encendido c) El Distribuidor: Cumple con la función de enviar una señal de alta tensión a la bujía correspondiente. Es impulsado por el árbol de levas, girando al mismo régimen de rotación de éste. El más conocido es el que emplea contactos (platinos), los cuales interrumpen y permiten el paso de corriente eléctrica al circuito primario de la bobina; por esto se forma un pulso de alta tensión en el secundario de la bobina. Los contactos son accionados por el rotor, que forma parte del eje del distribuidor. La tapa del distribuidor posee tantos contactos como el número de cilindros que tiene el motor. Para evitar la formación de arcos eléctricos (chispas) en los extremos de los platinos es conectado a estos en paralelo, un condensador. Para avanzar el punto de ignición se cuenta con dos mecanismos: • Avance centrífugo (contrapesos). • Avance por vacío (obtenido del múltiple de admisión). Fig. 4 Distribuidor 1.-_______________________________ 2.-_______________________________ 3.-_______________________________ 4.-_______________________________ 5.-_______________________________ 6.-_______________________________ 7.-_______________________________ 8.-_______________________________ 9.-_______________________________ d) Las Bujías: Se encargan de hacer saltar una chispa entre dos electrodos metálicos en el momento exacto de trabajo del motor. Una chispa salta desde el electrodo central hacia el electrodo soldado en la carcasa de la bujía. La distancia de separación entre estos electrodos es muy importante para el buen funcionamiento del motor. Cada bujía está compuesta por: 1. Una carcasa metálica roscada para poder fijarla a la cabeza del motor. 2. Un electrodo metálico unido a esta carcasa. 3. Un aislador de porcelana dentro de la carcasa. 4. Un electrodo que atraviesa el centro del aislante de porcelana, por el cual llega la corriente eléctrica proveniente del distribuidor. 1 Tapa 2 Seguro 3 Ventana 4 Rotor 5 Mecanismo de avance centrífugo 6 Condensador 7 Unidad de avance por vacío 8 Leva 9 Platinos Fig. 5 Bujía 4 3 1 2 IV.1.3 Sistema de ignición Convencional Fig. 6 1.-______________ 7.-._____________ 2.-______________ 8.-______________ 3.-______________ 9.-______________ 4.-______________ 10.-_____________ 5.-______________ 11.-_____________ 6.-______________ 12.-_____________ IV.1.4 Sistema de ignición transistorizada Fig. 7 1 Batería 7 Contactos 2 Interruptor de ignición 8 Leva 3 Devanado primario 9 Distribuidor 4 Bobina 10 Motor de vacío 5 Devanado secundario 11 Rotor del distribuidor 6 Transistor de ignición 12 Bujía IV.1.5 Sistema de ignición electrónica Fig. 8 1 Batería 7 Módulo de control del motor EEC IV 2 Interruptor de ignición 8 Distribuidor 3 Devanado primario 9 Sensor Hall 4 Bobina 10 Rotor del distribuidor 5 Devanado secundario 11 Bujía 6 Módulo de control de ignición TFI IV.2.6 Sistema de ignición estática Fig. 9 1 Batería 5 Módulo de control del motor EEC IV 2 Interruptor de igniciòn 6 Sensor de posición del cigüeñal CKP 3 Bobina 7 Bujías de los cilindros 2 y 3 4 Módulo de control de igniciòn 8 Bujías de los cilindros 1 y 4 37 IV.1.2 INYECCIÓN ELECTRÓNICA Los vehículos actuales no incorporan carburador para alimentar de combustible al motor, sino que utilizan sistemas de inyección electrónica de combustible, consiguiendo así tener motores de menor tamaño con elevada potencia y bajo consumo de combustible y a la vez baja emisión de contaminantes. Fig. 1 Sistema típico de alimentación por carburador A continuación se analizan algunos elementos relacionados con la inyección de combustible en el motor, a fin de notar su forma de operación y las diferencias entre sí y los sistemas tradicionales. 38IV.1.2.1 Sistemas de control electrónico Es un sistema de inyección electrónica existe un componente denominado Unidad de Control, responsable de mantener en funcionamiento el motor. Es una especie de “cerebro” del motor que regula de forma más precisa que los sistemas de control mecánico que actúan independientemente. La Unidad de Control controla diversos dispositivos de regulación (denominados actuadores) de acuerdo con la información recibida de algunos dispositivos de medición (denominados sensores). Los principales sensores son: • Posición de la mariposa del acelerador (TPS). • Presión absoluta del múltiple (MAP). • Temperatura del líquido de enfriamiento (ECT). • Temperatura del aire de admisión (ACT). • Concentración de oxígeno (EGO). • Rotación del distribuidor (Hall). • Velocidad del vehículo (VSS). • Detonación (KS). Los principales actuadores son: • Inyectores de combustible. • Válvula de ajuste de marcha mínima (IAC). • Válvula de purga del cánister (CANP). • Regulador de presión de combustible. 39 Los sistemas de control de inyección pueden clasificarse en dos tipos: a) Analógico: No poseen microcontrolador ni capacidad de autodiagnóstico. b) Digital: Poseen un microcontrolador que permite el control integrado de la inyección y la ignición, permitiendo también el autodiagnóstico. Asimismo, los tipos de controles se clasifican en: Control de malla abierta Fig.2 Este tipo de sistema posee un controlador que no verifica si el combustible está siendo quemado de forma adecuada, confiando en que todos los sensores están enviando información correcta. 40 Control de malla cerrada Fig. 3 Este tipo de control verifica continuamente la concentración de los gases de escape, determinando si la mezcla es rica o pobre. Para detectar y corregir el problema que ocasiona el desajuste en la concentración de gases quemados, se instala un sensor de oxígeno (sonda lambda) en el sistema de escape del vehículo. 41 IV.1.2.2 Sistema de inyección La inyección de combustible en el motor puede realizarse de dos maneras: a) Inyección Monopunto Fig.4 Fig.5 Detalle de inyector en el cuerpo de aceleración 42 b) Inyección Multipunto Fig. 6 1 Inyector controlado electrónicamente 2 Cuerpo de aceleración 3 Mariposa de aceleración 4 Múltiple de admisión 5 Mezcla de aire-combustible 6 Múltiple de admisión 43 Fig.7 Inyector frente al puerto de admisión (uno por cilindro) IV.1.2.3 Sistema de suministro de combustible Está compuesto por los siguientes elementos: • Depósito de combustible. • Bomba de combustible. • Filtro de combustible. • Inyectores. • Regulador de presión. 1 Flujo de aire de entrada 2 Mariposa de aceleración 3 Inyector de combustible (uno por cilindro) 4 Puerto de admisión y válvula 5 Combustible 6 Múltiple de admisión 44 Fig. 8 Sistema de alimentación de combustible en un motor de inyección multipunto 45 IV.1.3 LA TRANSMISIÓN IV.1.3.1 Funcionamiento de la transmisión Básicamente, es el medio por el cual la potencia del motor llega hasta las ruedas motrices, ofreciendo la posibilidad de diferentes marchas hacia delante y una hacia atrás. Se utilizan dos versiones de transmisiones actualmente en automóviles: Manual Automática IV.1.3.1.1 Transmisión Manual La transmisión manual utiliza un acoplamiento sólido para tomar la energía del motor y poder seleccionar la velocidad de marcha deseada, el cual es controlado por el conductor con el pedal de embrague (clutch). Fig. 1 Embrague sólido 1 Volante 2 Disco embrague 3 Plato opresor 4 Base collarín 5 Horquilla del embrague 6 Carcaza de volante 7 Cojinete de liberación o collarín 46 Fig. 2 Transmisión manual y embrague 1 Flecha de transmisión 2 Tapón de drenado 3 Carcaza del embrague 4 Caja de velocidades 5 Palanca de cambios 47 Fig. 3 Transmisión manual y diferencial (transeje) 48 IV.1.3.1.2 Transmisión Automática La transmisión automática emplea un acoplamiento fluido, mismo que progresivamente acopla al motor con la transmisión, permitiendo a esta seleccionar automáticamente la marcha requerida. Fig. 4 Embrague por fluido Fig. 5 Transmisión automática 49 Ubicación de la transmisión. Según los diferentes modelos de vehículos, es posible encontrar el sistema de transmisión ubicado de alguna de las siguientes maneras: Fig. 7 Tracción en 4 ruedas Fig. 8 Tracción Delantera 50 Fig. 9 Tracción trasera Fig. 10 Tracción en 4 ruedas IV.1.3.1.2 Transmisión Automática
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