MINISTERIO DE EDUCACIÓN REGIÓN AREQUIPA INSTITUTO DE EDUCACIÓN SUPERIOR TECNOLÓGICO “IBEROAMERICANO” CARRERA PROFESIONAL DE MECÁNICA AUTOMOTRIZ
R.M. 483-94 ED REVALIDADO R.D. 0788-2006 –ED ANTEPROYECTO DIAGNOSTICO, MANTENIMIENTO Y REPARACIÓN DEL SISTEMA DE LUBRICACION DEL MOTOR NISSAN CD-20 Realizado por: Tapia Guevara Luis Ángel Ramos Salazar Robert Alexander Para optar el título profesional Técnico en la Especialidad de Mecánica Automotriz
AREQUIPA–PERÚ 2012
DEDICATORIA
Dedico este proyecto a mi familia por el apoyo que recibí durante la realización de mis estudios en estos seis semestres, a los valores que me inculcaron al exigirme siempre el deseo de superación pero siempre con sencillez y humildad. AUTORES: Tapia Guevara Luis Ángel Ramos Salazar Robert Alexander
AGRADECIMIENTO Agradezco al instituto por haberme brindado los conocimientos que hoy pude aprender y a todas las personas que confiaron en mi persona y en especial a mis padres ya que gracias a su esfuerzo y sacrificio me permitieron lograr mis metas. Gracias
AUTORES: Tapia Guevara Luis Ángel Ramos Salazar Robert Alexander
INDICE DEDICATORIA AGRADECIMIENTO ÍNDICE PRESENTACIÓN INTRODUCCIÓN CAPITULO I PROBLEMAS Y DESCRIPCION DE OBJETIVOS DEL ANTEPROYECTO DIAGNOSTICO Y REPARACION DEL SISTEMA DE LUBRICAION DEL MOTOR NISSAN CD-20 1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.2 OBJECTIVOS 1.2.1 Objetivos Generales 1.2.2 Objetivos Específicos 1.3 JUSTIFICACION 1.4 HIPOTESIS 1.5 VARIABLES E INDICADORES 1.5.1 Variables Independientes 1.5.2 Variables Dependientes CAPITULO II MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL TÉCNICO DEL ANTEPROYECTO DIAGNÓSTICO, MANTENIMIENTO Y REPARACIÓN DEL SISTEMA DE LUBRICACIÓN DEL MOTOR NISSAN CD-20 2.1 Marco teórico técnico conceptual del sistema de lubricación del motor Nissan CD- 20 2.1.1 Definición del sistema 2.1.2 Concepto del sistema 2.1.3 Clases de sistema de Lubricación 2.1.3.1 Lubricación por Mezcla
2.1.3.2 Lubricación a Presión 2.1.3.3 Lubricación por Cárter Seco 2.1.3.4 Lubricación por Barboteo 2.1.4 Componentes del Sistema de Lubricación 2.1.4.1 Bombas de Lubricación A. Finalidad B. Tipos de Bombas
Bomba de Engranajes
Bomba de Rotor
Bomba de Paletas
Bomba de Embolo Bomba de émbolo con resorte
2.1.4.2 Manómetro A. Finalidad B. Tipos de Manómetros
Enderezamiento a presión
Resistencia eléctrica
Lamina bimetálica
2.1.4.3 Filtros A. Finalidad B. Tipos de Filtro
Filtros de tela mecánica:
Filtro magnético:
Discos apilados: Elementos filtrantes por superficie:
Elementos filtrantes en profundidad:
Los filtros dinámicos Depuradores centrífugos;
Filtro centrifugo "GLASIER"
Descripción y funcionamiento: Filtro "CICLÓN" C. TIPOS DE FILTRADO
Filtro en derivación
Filtro en serie
Filtros Combinados
2.1.4.4 Carter A. Finalidad B. Tipos de ventilación del Carter
Ventilación Abierta
Ventilación Cerrada 2.1.4.5 Válvula Limitadora de Presión A. Finalidad B. Funcionamiento 2.1.4.6 Inyectores de Aceite
A. Finalidad B. Funcionamiento 2.1.4.7 Colador de Aceite A. Finalidad B. Funcionamiento 2.2 Marco teórico técnico del sistema de refrigeración del motor NISSAN CD 20 2.2.1 Especificaciones técnicas del motor NISSAN CD 20 2.2.2 Especificaciones técnicas de componentes del sistema de lubricación del motor Nissan cd20 2.2.3 Métodos de montaje y desmontaje de acuerdo a normas técnicas del fabricante 2.2.3.1 Métodos de desmontaje de los componentes del sistema de lubricación A) Desmontaje de la bomba de aceite B) CARTER DE ACEITE 2.2.3.2 Métodos de montaje de los componentes del sistema de lubricación A) Montaje de la bomba de aceite B) Montaje del cárter de aceite
2.2.4 Cuadro de fallas, averías sus causas y soluciones que da el fabricante a cada componente de sistema CAPITULO III DESARROLLO DE VERIFICACIONES, PRUEBAS, INSPECCIONES, MEDICIONES, INSTRUMENTOS Y DIAGNOSTICO DEL SISTEMA DE LUBRICACION DEL MOTOR NISSAN CD 20 3.1 VERIFICACIONES, PRUEBAS INSPECCIONES MEDICION PARA DETERMINAR FALLAS O AVERIAS 3.1.1 Desarrollo de verificaciones del sistema de lubricación Paso 1: Verificación a la bomba de aceite 3.1.2 Desarrollo de pruebas en el sistema de lubricación A) Control de la presión de aceite 3.1.3 Desarrollo de inspecciones en el sistema de lubricación A) Verificación de la bomba de aceite B) Enfriador de aceite C) Inspección de la válvula de descarga de la presión de aceite D) Inspección al enfriador de aceite 3.1.4 Desarrollo de mediciones del sistema de lubricación 3.1.5 Instrumentos empleados en cada verificación, prueba, inspección, medición 3.1.6 Diagnostico del sistema de lubricación 3.2 Comparación de resultados con estándares dados por el fabricante y su interpretación 3.3 solución de fallas, averías y diversos problemas encontrados en el sistema 3.3.1 Reparación de posibles problemas y fallas 3.3.2 Mantenimiento realizado en cada componente del sistema de Lubricación 3.4 Recursos Aplicados 3.4.1 Recursos Humanos
ASESOR PRACTICO: Arturo Chávez ASESOR TEORICO: Hernán Esguar 3.4.2 materiales Empleados 3.4.3 Recursos institucionales - Talleres de trabajo 3.5 Cronograma de Actividades 3.6 Costos 3.6.1 Costos Directos 3.6.2 Costos Indirectos 3.6.3 Resumen de Costos
INTRODUCCIÓN Al estudiar la amplia gama de motores diesel y de los sistemas que este posee nos damos cuenta, que uno de los sistemas más importantes es el sistema de lubricación que tiene por finalidad evitar la excesiva fricción entre los componente internos del motor tales como: pistones, bielas, cigüeñal, válvulas, cadenas y engranajes y así evitar el degaste prematuro y por ende acortar de manera exagerada la vida útil del motor. Además el sistema de lubricación evita las alta temperaturas de fruncimiento del motor debido a que este sistema genera una película de aceite entre los componentes internos del motor evitando el contacto directo entre la misma y por ende una generación excesiva de calor. Es decir el sistemas de lubricación requiere una detallada inspección, reparación, diagnóstico y mantenimiento preventivo, predictivo y rutinario con la finalidad de que este en óptimas condiciones de funcionamiento. Para así alargar la vida útil del motor, además dar a conocer los distintos tipos de lubricantes según las condiciones de trabajo y clima a la cual este sometido el motor. Y para ello desarrollar la presente investigación se requiere de información proveniente de manuales de motores diesel, folletos, revistas y el manual de reparación del motor para aplicar los correctos intervalos de mantenimiento. Para desarrollar y lograr la habilidades, conocimientos y destrezas necesarias para mantener en óptimas condiciones de funcionamiento el sistema de lubricación .Para lo cual estudiaremos los siguientes capítulos Capítulo I: En este capítulo nos enfocaremos en el planteamiento del problema y descripción de los objetivos del sistema de lubricación Capítulo II: En este capítulo desarrollaremos el marco teórico técnico conceptual, así como el marco teórico técnico del sistema de lubricación Capítulo III: En este capítulo desarrollaremos las verificaciones, inspecciones, pruebas y diagnóstico del sistema de lubricación
PRESENTACION Señora directora del Instituto Superior Tecnológico “IBEROAMERICANO”
Señores miembros del jurado calificador: En conformidad y cumplimiento con el reglamento de títulos del instituto de educación superior privado IBEROAMERICANO, en la carrera profesional de MECANICA AUTOMOTRIZ presentamos a su digna consideración y a los señores miembros del jurado calificador, poniendo a vuestra evaluación el presente proyecto titulado DIAGNOSTICO, REPARACION Y MANTENIMIENTO DEL SISTEMA DE LUBRICACION DEL MOTOR NISSAN CD 20. Esperando que el anteproyecto elaborado proporcione información en este campo profesional y sea de conformidad y cumpla con los requisitos de este proyecto.
Atentamente:
Tapia Guevara Luis Ángel Ramos Salazar Robert Alexander
CAPITULO I PROBLEMAS Y DESCRIPCION DE OBJETIVOS DEL ANTEPROYECTO DIAGNOSTICO Y REPARACION DEL SISTEMA DE LUBRICAION DEL MOTOR NISSAN CD-20 1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA En el momento de funcionamiento del motor, existen periodos en las cuales la presión de aceite del sistema de lubricación es inadecuada detectando dicha falla por medio de una inspección visual e indicando que los resultados no están dentro de los márgenes adecuados. Para determinar y desarrollar el porqué de las verificaciones de presiones inadecuadas se requiere de una investigación correlacional descriptiva: ¿Cuál es la finalidad del sistema? ¿Cuáles son las características de funcionamiento? ¿Cuáles son sus características de construcción? 1.2 OBJECTIVOS 1.2.1 Objetivos Generales
Adquirir habilidades conocimientos y destrezas para diagnostico, mantener y reparar el sistema de lubricación de acuerdo a las normas establecidas.
1.2.2 Objetivos Específicos
Conocer las técnicas de medición de los componentes del sistema de lubricación según las normas del manual del fabricante. Adquirir habilidades para el uso correcto de las herramientas o instrumentos apropiados.
Conocer el principio de funcionamiento para diagnosticar las fallas más comunes y los efectos que puede presentar en el sistema. conocer los correctos intervalos de mantenimiento según manual del fabricante.
1.3 JUSTIFICACION Las técnicas de mantenimiento e inspecciones visuales, proporcionando información para obtener variables de funcionamiento empleando instrumentos que permiten desarrollar estrategias y el incremento de disponibilidad de vida de los equipos, en la aplicación de elementos que no cumplen con los requerimientos del motor y no son los adecuados para el sistema, desarrollando un sistema apropiado, con equipos adecuados para alargar la vida útil de los equipos. 1.4 HIPOTESIS Las posibles causas de una variación de la presión del sistema de lubricación:
Bajo nivel de aceite en el cárter
Mal funcionamiento de la válvula reguladora de presión de aceite.
Filtro de aceite obstruido.
Excesiva cantidad de partículas extrañas en el aceite.
Bomba de aceite desgastada o en mal estado.
Usar el aceite incorrecto o inadecuado para el sistema.
1.5 VARIABLES E INDICADORES
1.5.1 Variables Independientes
1.5.2 Variables Dependientes
Presión de aceite baja
Aceite muy diluido o no corresponde al grado de viscosidad Aceite demasiado caliente Colador parcialmente tapado Nivel de aceite bajo en el cárter
Presión excesiva de aceite
No corresponde el grado de viscosidad del aceite Válvula de descarga de la bomba no abre Conductos de parcialmente obstruidos
lubricación
CAPITULO II MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL TÉCNICO DEL ANTEPROYECTO DIAGNÓSTICO, MANTENIMIENTO Y REPARACIÓN DEL SISTEMA DE LUBRICACIÓN DEL MOTOR NISSAN CD-20 2.1 Marco teórico técnico conceptual del sistema de lubricación del motor Nissan CD- 20 2.1.1 Definición del sistema En los automóviles hay muchas piezas que giran o se deslizan una sobre otras. Este movimiento crea lo que se conoce como fricción. La fricción se puede describir como resistencia al movimiento, causada por el contacto de la superficie de los cuerpos. La velocidad, la carga, el tipo de material y el acabado son factores principales que afectan la fricción. Incluso las superficies muy pulidas tienen pequeñas superficies e irregularidades que establecen una fuerza de resistencia que se transforma en calor. El calor puede provocar la dilatación anormal de las piezas y a fin de cuenta, hacer que se altere o se atasque, para evitar estos severos daños al motor el sistema crea una fina película de aceite entre estas piezas. 2.1.2 Concepto del sistema Reduce la fricción entre las piezas en movimiento del motor, mediante una película de aceite lubricante, y así evitar un excesivo degaste de los elementos en móviles del motor con lo que se alarga la vida útil del motor.
2.1.3 Clases de sistema de Lubricación 2.1.3.1 Lubricación por Mezcla Este sistema de lubricación es empleado en motores de dos tiempos. Consiste en mezclar con la gasolina una cierta cantidad de aceite (del 2 al 5%). Este sistema de engrase tiene el inconveniente de formar excesiva carbonilla en la cámara de compresión y en la cabeza del pistón, al quemarse el aceite. La ventaja de este sistema es que el aceite no necesita ser refrigerado. Aun así el engrase es imperfecto y los motores tienen tendencia a griparse, sobre todo cuando el motor está en marcha y el vehículo inmovilizado. Con el fin de evitar algunos de estos inconvenientes, determinados motores de dos tiempos llevan el aceite en un depósito separado, donde un dosificador envía el aceite al carburador, según las necesidades de cada momento
2.1.3.2 Lubricación a Presión El aceite se gotea de las piezas en movimiento hasta el depósito de aceite. Una bomba succiona el aceite del depósito, lo pasa por un colador y lo fuerza bajo presión por un filtro que asegura su limpieza, ya que si llevase partículas en suspensión resultaría abrasivo.
Después de ser filtrado, el aceite pasa a los puntos de lubricación en la cabeza de cilindros y en el monoblock. Una
válvula de alivio en la bomba de aceite asegura que la presión del aceite no sobrepase las especificaciones de presión del aceite del motor. Se usa la presión total para bombear aceite a través de la galería principal de aceite. El aceite de la galería principal lubrica los cojinetes principales del cigüeñal, los cojinetes de las bielas, el árbol de levas, y los levantadores hidráulicos de las válvulas (si corresponde) En otras partes del motor, el volumen se reduce a medida que el aceite fluye por pasajes más pequeños. Los extremos de las varillas de empuje y los balancines reciben una lubricación a presión reducida. 2.1.3.3 Lubricación por Cárter Seco En los motores que alcanzan un alto número de revoluciones (rápidos), el aceite alcanza muy altas temperaturas por lo que debe enfriarse rápida y eficazmente, para lo cual se utiliza un sistema denominado “por cárter seco”. Consta de un depósito de aceite de gran capacidad, fuera del motor (de mayor capacidad que el cárter) refrigerado por aire. A la bomba llega por gravedad el aceite del depósito y lo reparte por todos los elementos a lubricar. Una vez ha hecho todo el recorrido cae al cárter desde donde se traslada al depósito exterior por medio de la otra bomba
2.1.3.4 Lubricación por Barboteo La bomba mecánica, situada como casi siempre en el fondo del cárter y sumergida en la masa de aceite, eleva éste por
los tubos dibujados hasta las bandejas, una debajo de cada biela, donde el nivel resulta constante aunque varíe el del aceite de la masa del cárter. La cabeza de biela lleva la cucharilla, de modo que con ella se asegura su engrase y al mismo tiempo salpica en todas direcciones el aceite, formándose en el interior del cárter una espesa niebla que moja abundantemente las paredes; en éstas hay unas ranuras inclinadas y canales donde se recoge el aceite que resbala y se hace llegar a los pocillos, donde, por unos agujeros que llevan en su fondo, pasa a engrasar los cojinetes del cigüeñal, del árbol de levas, engranajes, etc. Las paredes del cilindro se lubrican, como en todos los sistemas, por la niebla aceitosa, y a veces el pide biela por un orificio, al que cae el aceite que gotea del nervio interior del pistón. El aceite que regresa al cárter puede pasar por una rejilla, que además de colarlo y separar las materias gruesas que pueda llevar, frena los vaivenes del aceite provocados por la marcha del vehículo. Cuándo las cucharillas eran macizas y sólo servían para realizar la salpicadura, las cabezas de biela se lubricaban por el aceite que recogían otros pocillos practicados en ellas, en la misma forma explicada para los cojinetes del cigüeñal
2.1.4 Componentes del Sistema de Lubricación 2.1.4.1 Bombas de Lubricación
A. Finalidad Mandar el aceite del cárter con la presión y cantidad necesaria para mantener y asegurar una perfecta lubricación directamente. Recibe el movimiento del motor (generalmente por engranaje del árbol de levas o directamente de la distribución) con lo que mandará más aceite al aumentar las revoluciones del motor, a través de unas tuberías, a los puntos precisos. B. Tipos de Bombas
Bomba de Engranajes Se trata de la bomba más utilizada en la actualidad. Consta de un cuerpo de bomba donde se alojan dos engranajes, que engranan continuamente entre sí, recibiendo el movimiento del árbol de levas o del cigüeñal (engranaje conductor) y transmitiéndolo al otro (engranaje conducido). La bomba sumergida en el cárter se encuentra, normalmente, llena de aceite, y al girar el motor giran los engranajes de la bomba. En su movimiento, los engranajes aspiran el aceite y lo comprimen contra las paredes de la bomba, saliendo a presión por el orificio de salida. Antes de entrar en el cuerpo de bomba, el aceite pasa por un depurador o filtro de partículas gruesas y después de salir por otro de partículas más finas, empujando al aceite hacia los puntos de apoyo del cigüeñal y de la distribución. A través del orificio de salida, el aceite pasa de la bomba a
la canalización principal.
Bomba de Rotor La bomba de tipo rotor utiliza dos rotores, uno que gira dentro del otro, para presurizar el aceite. Los dos rotores giran a velocidades algo diferentes. Los rotores tienen lóbulos uniformes y redondeados. Estos tipos de rotores se llaman engranes trocoidales. En este diseño el cigüeñal impulsa al rotor interior. El rotor interior impulsa al rotor exterior. A medida que los dos rotores giran, se forman cavidades de bombeo entre los lóbulos de los dos rotores. Las cavidades de bombeo disminuyen y crecen de tamaño a medida que los lóbulos en los rotores se engranan y se desengranan. Una abertura en la caja de la bomba en los puntos de engrane (salida de la bomba) y de desengrane (entrada de la bomba) permite que el aceite entre y salga de la bomba a medida que giran los rotores. Las bombas de tipo rotor son muy confiables y pueden resistir el funcionamiento a altas velocidades. Las bombas de tipo rotor producen un flujo uniforme de aceite, en lugar de una acción de pulsación. La bomba de tipo rotor utilizada en muchos motores tiene un pequeño orificio en el lado de salida para permitir que se escape el aire. Si no hay aceite en la bomba porque el vehículo no ha funcionado durante mucho tiempo, el orificio de aire ventila el aire rápidamente al arrancar el motor, lo cual permite que el aceite fluya casi inmediatamente hacia las piezas críticas del motor.
La holgura máxima tolerable entre el rotor y el anillo loco es de tres décimas de milímetro.
Bomba de Paletas El cuerpo de la bomba de paletas tiene interiormente forma cilíndrica. Dos orificios desembocan en el cuerpo: el de entrada de aceite y el de salida. Un rotor excéntrico se aloja en la parte cilíndrica. Este rotor está diametralmente ranurado. La ranura recibe dos paletas que giran libremente. Un resorte intermedio mantiene, a poca presión, las paletas contra el cuerpo cilíndrico. La misión del muelle es mantener la estanqueidad a pesar del desgaste de las paletas debido al roce con las paredes del cuerpo de la bomba. El volumen aumenta, ocasionando una depresión o vacío. El aceite se encuentra entonces aspirado en este volumen. Cuando el volumen tiende al máximo, la paleta 2 tapa el orificio de entrada del aceite. La rotación continúa y esta paleta hace simultáneamente: Impulsar el volumen hacia adelante, al orificio de salida. Crear detrás, un nuevo volumen. El ciclo se realiza así mientras el motor está en funcionamiento y el aceite se encuentra impulsado en las
canalizaciones del sistema de lubricación.
Bomba de Embolo La bomba de émbolo, en su forma corriente, consta de un cuerpo cilíndrico con pistón, que recibe movimiento por una biela desde una excéntrica o manivela, en el árbol de levas o cigüeñal. En el fondo del cilindro hay dos válvulas de bola con sus resortes: al subir el pistón aspira aceite del cárter por el tubo de entrada, que se abre por la succión; al bajar el émbolo, la presión del aceite en el interior del cuerpo de la bomba, cierra el orificio de entrada y abre el de salida, por donde sale a las canalizaciones de engrase.
Bomba de émbolo con resorte En éste otro tipo de bomba, menos usado, el movimiento del pistón se manda por una excéntrica y un muelle. Al girar la excéntrica, en el árbol de levas o en el cigüeñal, se mueve el émbolo hacia la derecha y al hacer el vacío en el cuerpo de la bomba, levanta la válvula de bola y aspira aceite por la tubería de entrada. Al obligar la excéntrica, en su giro, a meterse el pistón hacia la izquierda, venciendo al muelle, el aceite del cuerpo de la bomba oprime a la válvula de bola sobre su asiento, pero fuerza al resorte de la otra válvula, y el lubricante pasa a la tubería de presión, como indican las flechas.
2.1.4.2 Manómetro A. Finalidad Es el manómetro un aparato encargado de medir en cada momento la presión del aceite en el interior del circuito de lubricación. B. Tipos de Manómetros
Enderezamiento a presión Consiste en un conducto que trae aceite del motor para alimentar al indicador montado en el tablero. Resistencia eléctrica Costa de una resistencia variable insertada en la galería principal de aceite, y de un indicador, se necesita un estabilizador de voltaje. Lamina bimetálica La corriente que fluye por el indicador produce un calentamiento que al actúa.
2.1.4.3 Filtros A. Finalidad Retener impurezas tales como carbonilla y limaduras metálicas convertidas en polvo metálico, que resultan del rozamiento de unas piezas contra otras para evita un degaste rápido de las piezas móviles del motor. B. Tipos de Filtro
Pueden distinguirse dos tipos distintos de filtros de aceite: los filtros estáticos y los filtros dinámicos
Filtros Estáticos
Filtros de tela mecánica: Los elementos filtrantes están constituidos de telas mecánicas de mallas muy finas, cuyas combinaciones pueden tener diferente grado de filtración, según las necesidades. El grado de filtrado puede alcanzar las 5 mieras. En ciertas realizaciones (filtros Moatti, especialmente) en los que emplean tela mecánica de mallas muy finas, estás ultimas están incorporadas por un procedimiento especial a unos soportes de aleación ligera. Estos tipos de filtro tienen también por adherencia las emisiones de naturaleza gelatinosa. Es decir, los lodos (sludge) y, por tanto, requiere una vigilancia atenta y una limpieza periódica. Están provistos de un sistema de sobrepresión (válvula bypass).
Filtro magnético: La parte esencial de este aparato es un imán (una corona de imanes) situado en el interior de un caucho que se coloca en el circuito de aceite. Este tipo de filtro tiene tas partículas ferrosa e igualmente por cohesión, los restos de bronce y otros metates no magnéticos.
Discos apilados: Un gran número de discos de papel metálicos superpuesto unos sobre otros dejando un espacio muy pequeño entre ellos constituyen una columna filtrante. El paso del aceite se realiza por unos cortes laterales
de los discos; los depósitos, a veces de dimensiones notables, se reúnen en el exterior de la columna, mientras que una parte de las impurezas más finas se detiene en los espacios entre los disco. Los depósitos reunidos alrededor de las columnas dejan entre ellos pasos cada vez más pequeños y constituyen a su vez conductos filtrantes que aunque aumentan la finura del filtrado disminuyen el caudal.
Elementos filtrantes por superficie: El elemento se presenta bajo la forma de una hoja permeable; la dimensión de sus poros condiciona la finura del filtrado. Con el fin de reducir la pérdida de carga, se aumenta el máximo la superficie filtrante y se procura situarla en un volumen mínimo. A este efecto, la hoja puede estar doblada numerosas veces sobre ella misma, generalmente en forma de acordeón, y mantener su forma por medio de una armadura metálica unida al circuito de engrase. La materia filtrante puede ser fieltro o un papel especial; el papel esta generalmente impregnado con un producto destinado a aumentar su resistencia mecánica y. también, a veces, modificar sus propiedades de atracción respecto al agua, a fin de evitar una obturación demasiado rápida. En los dos casos, el elemento filtrante no puede limpiarse y debe reemplazarse por uno nuevo cuando se produce la obturación.
Elementos filtrantes en profundidad: La materia filtrante está constituida por fibra de naturaleza diversa: lana, fieltro, lana de vidrio, etc..., apiladas en una especie de red, de manera que forme un tubo de gran espesor. Las fibras, dispuestas en todos los sentidos, dejan entre ellas intersticios de dimensiones muy variable y constituyen un sistema filtrante en el que depositan progresivamente las impurezas: las mayores son detenidas cerca de la entrada; la finura de filtrado aumenta progresivamente según la profundidad de penetración. El cartucho se obtura poco a poco, en todo su espesor; como los precedentes, debe ser reemplazado periódicamente.
Los filtros dinámicos Están caracterizados por los filtros centrífugos. Depuradores centrífugos; El principio de la fuerza centrífuga ha sido objeto de numerosas aplicaciones; todo el mundo conoce la centrifugadora que separa de la leche las materias grasa que constituyen la mantequilla. Los aparatos centrífugos son empleados en numerosas aplicaciones industriales, entre otras, para depurar los combustibles líquidos: gasoil, fuel-oíl, así como los aceites de engrase usados.
Los purificadores centrífugos exigen una construcción muy cuidadosa y un equilibrado perfecto. Son aparatos caros, reservados generalmente a los motores de gran tamaño y a las instalaciones industriales
Filtro centrifugo "GLASIER" El depurador puede actualmente aplicarse también a los motores de automóviles, gradas a una nueva concepción basada en el mismo principio que los cohetes intercontinentales y los propulsores de aviones a reacción.
Descripción y funcionamiento: El filtro centrífugo "GLASIER" se compone de un cuerpo cilíndrico o caja cerrada por una tapa, en el interior del cual se encuentra un rotor; éste gira alrededor de un eje hueco solidario de caja y que esta perforado por unos orificios que ponen en comunicación la canalización de llegada del aceite del motor con el interior del rotor. Dos conductos verticales, formando cuerpo con el roto y provistos de una tela metálica, permiten escaparse al aceite por dos toberas situadas bajo el rotor. Cuando el aparato está conectado al circuito de engrase de un motor, el aceite a presión penetra en el rotor, este se llena y luego finalmente pasa por los tubos verticales. En razón de la presión que reina en el interior del rotor, el aceite sale a gran velocidad por las toberas y. por reacción, hace girar el rotor. La fuerza centrífuga que resulta de este movimiento, proyecta las impurezas contra la pared interna del rotor sobre la
cual se depositan. El aceite purificado se escapa por las toberas y se dirige hacia el cárter por un gran orificio situado en la base de la caja. La velocidad de rotación normal del rotor es del orden de 45 a 60.000 rpm. Y está condicionada al valor del par de reacción que depende delas características constructivas: diámetro de las toberas y distancia que las separa. Las condiciones de ejemplo: valor de la presión, viscosidad y temperatura del aceite en circulación. Al parar el motor, el rotor todavía continúa girando cierto tiempo y debe, por tanto oírse un ligero ronroneo. Si este ruido es audible es que el rotor se frena rápidamente, lo que indica la obturación del filtro o una anomalía mecánica.
Filtro "CICLÓN" Este tipo de filtro, cuya utilización está poca extendida, se monta en directo sobre el circuito de engrase. Está acoplado a un filtro centrífugo montado en derivación. El aceite a presión penetra primero en el filtro "CICLÓN", en el cual sus impurezas más pesadas son proyectadas contra las paredes y luego son arrastradas hacía la parte inferior de la comente de aceite. Pasando por una canalización interior del filtro "CICLÓN" el aceite todavía no purificado va entonces al filtro centrífugo, en el cual las partículas extrañas que todavía quedan en el aceite son
proyectadas sobre la pared del cárter sobre la que se depositan. Este aceite purificado vuelve al cárter de aceite. Como el aceite que se encuentra en la parte central del "CICLÓN" está exento de impurezas, existe un conducto apropiado para transmitirlo a los últimos órganos del motor. C. TIPOS DE FILTRADO
Filtro en derivación A través de un filtro en derivación no circula más que una parte del caudal del aceite impulsado (flujo secundario), porque se encuentra en un ramal paralelo al conducto principal. De esta manera, a los puntos de lubricación puede llegar aceite sucio. Por esta razón se mejora la finura del filtro y el aceite limpia, ciertamente, con mayor lentitud pero con más intensidad. Como sólo pasa una parte del aceite por el circuito secundario, no necesita válvula de desvió. Los filtros obstruidos no pueden bloquear el flujo de aceite hacia los puntos de lubricación. En una hora de funcionamiento, toda la carga de aceite del motor pasa de 6 a 8 veces a través del circuito secundario. Estos filtros suelen estar formados por papel de filtro plegado en estrella (gran superficie).
Filtro en serie Normalmente se montan en el circuito principal porque así todo el caudal impulsado pasa a presión por el filtro antes de llegar a los puntos de lubricación y se eliminan previamente las impurezas. Una válvula de desvío colocada delante del filtro del circuito principal garantiza que, en caso de obstrucción del filtro, el aceite puede
llegar, sin filtrar, a los puntos de lubricación a través de un conducto de derivación (bypass), La válvula de sobrepresión situada a continuación de la bomba de aceite impide que la presión en los conductos de aceite resulte inadmisible, cosa que puede ocurrir, especialmente en el arranque en frío. Una válvula de retención situada después de la bomba impide que se vacíen los conductos de alimentación con el motor parado.
Filtros Combinados Los filtros de aceite se sitúan en el circuito principal y el circuito secundario en un sistema de tuberías a modo de filtro combinado consiguiendo de esta forma una limpieza más rápida y fina del aceite. En este caso se necesita también una válvula de sobrepresión en el filtro del circuito principal.
2.1.4.4 Carter C. Finalidad El depósito de aceite proporciona una reserva de aceite del motor y sella el cárter. El depósito de aceite ayuda a disipar algo del calor del aceite en el aire circundante. Algunos depósitos de aceite tienen un deflector que ayuda a reducir el movimiento del aceite en el depósito durante el funcionamiento del motor. D. Tipos de ventilación del Carter
Ventilación Abierta Este sistema está prohibido debido a que arroja a la atmósfera los gases procedentes de la combustión,
contaminándola. Este sistema consiste en colocar un tubo, que comunica el interior del motor con la atmósfera.
Ventilación Cerrada Consiste en que el tubo que proviene del cárter no da a la atmósfera sino al colector de admisión, quedándose los gases en el interior de los cilindros. Esta mezcla carburada (vapores, aire y combustible) que entra a los cilindros, contribuye a que la gasolina sea menos detonante y, por otra parte, la niebla aceitosa lubrica las partes altas del cilindro que tan escaso está de aceite y en tan duras condiciones trabaja
2.1.4.5 Válvula Limitadora de Presión C. Finalidad Regular la presión de funcionamiento del sistema de lubricación manteniéndola dentro de los márgenes adecuados y evita el daño a los componentes del motor debido a las sobrepresiones.
D. Funcionamiento La válvula va montada a la salida de la bomba, en la tubería general. Si la presión es excesiva, abre la válvula venciendo la acción del muelle calibrado y permitiendo que una parte del aceite vuelva al cárter, limitando de esta manera la presión. Si baja la presión, el muelle cierra la válvula y todo el aceite que va a lubricar, no dejándolo pasar al cárter. 2.1.4.6 Inyectores de Aceite
A. Finalidad Refrigerar la parte inferior del pistón y evita su excesiva dilatación B. Funcionamiento El aceite limpio y enfriado pasa de la base del filtro al múltiple de aceite en el bloque del motor. Las boquillas de enfriamiento del pistón están conectadas al múltiple de aceite y envían un pequeño flujo de aceite al lado inferior de los pistones para su enfriamiento. Esto ayuda a enfriar y mantener los pistones a una temperatura uniforme y les provee una mayor vida útil
2.1.4.7 Colador de Aceite A. Finalidad El colador de aceite es una malla que impide que la tierra y basura entren en la entrada de la bomba de aceite. B. Funcionamiento El colador se mantiene completamente cubierto por el aceite del motor de tal manera que no succione aire hacia la bomba de aceite. El aceite entra por el colador hasta la entrada de la bomba de aceite, luego se empuja por todo el motor. 2.2 Marco teórico técnico del sistema de refrigeración del motor NISSAN CD 20 2.2.1 Especificaciones técnicas del motor NISSAN CD 20
CARACTERISTICA
ESPECIFICACION
Designación del motor Fabricante
NISSAN
Modelo
CD 20T
Año de fabricación Numero de cilindros
4 cilindros
Potencia Par máximo
2500 rpm
Diámetro del cilindro
84,500 - 84,550 mm
Cilindro total Relación de compresión Sentido de giro Ralentí
2ooo mm3 22/1 HORARIO 850 rpm
Tipo de lubricación
FORZADA
Orden de inyección
1-3-4-2
Tipo de bomba de inyección
Tipo rotativa de paletas
Peso del motor
350 KG
2.2.2 Especificaciones técnicas de componentes del sistema de lubricación del motor Nissan cd20 CARACTERISTICA
ESPECIFICACION
tipo de sistema de lubricación
sistema de lubricación forzada
bomba de aceite
trocoidal
filtro enfriador de aceite
tipo de papel micro poroso tipo externo
capacidad de aceite
5 ¼ litros
tipo de cárter
cárter seco
2.2.3 Métodos de montaje y desmontaje de acuerdo a normas técnicas del fabricante 2.2.3.1 Métodos de desmontaje de los componentes del sistema de lubricación B) Desmontaje de la bomba de aceite Paso 1:
Drenar el refrigerante y el aceite de
motor. Paso 2: Desmontar el manguito superior del radiador, las correas del motor, la polea del cigüeñal, la correa de distribución y las cubiertas de dicha correa.(Consultar la sección EM). Paso 3: Desmontar el tubo de escape delantero, la polea de la correa de la distribución y el codo de refuerzo trasero del motor (tipo barra) ya continuación, desmontar el cárter de aceite. (Consultar la sección EM) Paso 4: Desmontar el sensor de posición del cigüeñal (p.m.s). Desmontar el conjunto de la bomba de aceite y el colador de aceite.
B) CARTER DE ACEITE PASO1: Drenar el aceite. PASO 2: Desmontar el cárter usando la herramienta como se muestra. Insertar la herramienta entre el cárter de aceite y el bloque de cilindros. PASO 3: No insertar el corta juntas en la bomba de aceite o en la porción del retén de aceite trasero, o las superficies de acoplamiento de aluminio se dañarán. No insertar un destornillador, ya que deformará la pestaña del cárter de aceite. Paso 4: Insertar la herramienta golpeándola ligeramente con un martillo, y desmontar el cárter. Paso 5: Antes de montar el cárter de aceite, eliminar todos los restos de junta líquida de la superficie de acoplamiento con una rasqueta. Paso 6: Quitar también los restos de junta líquida de la superficie de acoplamiento del bloque de cilindros. Asegurarse de que la junta líquida tiene un ancho de 3.5 a4.5 mm.Usar junta líquida srcinal o su equivalente. Paso 7: Aplicar junta líquida a la superficie
interior de cierre tal como se muestra a la izquierda. 2.2.3.2 Métodos de montaje de los componentes del sistema de lubricación C) Montaje de la bomba de aceite Paso 1: Volver a montar todas las piezas desmontadas. Rellenar con aceite y refrigerante de motor. Paso 2: Aplicar junta líquida a la bomba de aceite. Paso 3: Aplicar junta líquida al cárter de aceite. Paso 4: Aplicar junta líquida a ambos extremos de los retenes de aceite del cárter. Paso 5: Montar el cárter de aceite, encajando los retenes de aceite en la posición correcta. D) Montaje del cárter de aceite PASO1: Antes de montar el cárter de aceite, eliminar todos los restos de junta líquida de la superficie de acoplamiento con una rasqueta. Quitar también los restos de junta líquida de la superficie de cilindros.
acoplamiento del bloque de
Asegurarse de que la junta líquida tiene un ancho de 3,5 a 4,mm Usar junta líquida srcinal o su equivalente. PASO2: Aplicar junta líquida a la superficie interior de cierre tal como se muestra a la izquierda. PASO 3: Aplicar junta líquida al retén de aceite delantero y al retén aceite trasero del cárter de aceite. PASO 4: Aplicar una capa continua de junta líquida a la superficie de acoplamiento del cárter de aceite. El montaje deberá hacerse en los 5 minutos posteriores a la aplicación del revestimiento PASO 5: Montar el cárter y apretar los pernos según el orden que se muestra en la figura. Esperar al menos 30 minutos antes de rellenar con aceite del motor.
2.2.4 CUADRO DE FALLAS, AVERIAS SUS CAUSAS Y SOLUCIONES QUE DA EL FABRICANTE A CADA COMPONENTE DE SISTEMA FALLA
Consumo excesivo
CAUSA Retenes en mal estado Tapón de llenado de
SOLUCION Cambiar retenes de mismas dimensiones.
de aceite
Baja presión de aceite
aceite averiado
Reparar el motor por excesivas fugas de la combustión.
1,- Fuga de aceite, en
1.-Comprobar el nivel de
tubo, empaque, etc. , insuficiente nivel del aceite lubricante. 2.- Viscosidad inadecuada del aceite. 3.- Manómetro del aceite defectuoso. 4.- filtro de aceite sucios 5.-Aceite lubricante diluido en combustible. 6.- Válvula de alivio defectuosa de la bomba del aceite.
aceite y agregar el aceite requerido. El aceite debe de tener las especificaciones recomendadas. Comprobar si hay fugas. 2.- Drenar el aceite lubricante. Cambiar los filtros y llenar con un aceite que satisfaga las especificaciones. 3.- Comprobar la operación del indicador del aceite, si esta defectuoso cambiarlo. 4.- Comprobar la operación de la válvula bypass del filtro, instalar nuevos elementos del filtro.
CAPITULO III DESARROLLO DE VERIFICACIONES, PRUEBAS, INSPECCIONES, MEDICIONES, INSTRUMENTOS Y DIAGNOSTICO DEL SISTEMA DE LUBRICACION DEL MOTOR NISSAN CD 20 3.1 VERIFICACIONES, PRUEBAS INSPECCIONES MEDICION PARA DETERMINAR FALLAS O AVERIAS
3.1.1 Desarrollo de verificaciones del sistema de lubricación Paso 1: Verificación a la bomba de aceite -El juego axial del rotor -La holgura entre rotor y el cuerpo de la bomba -La holgura existente entre los lóbulos -El estado de las superficies del rotor y rodete 3.1.2 Desarrollo de pruebas en el sistema de lubricación D) Control de la presión de aceite Mediante un manómetro de presión de aceite apropiado montado en lugar del manocontacto de la presión de aceite podemos determinar si la presiona la que trabaja el circuito de lubricación es la apropiada. Este control debe realizarse a diferentes regímenes de giro del motor y habiéndose alcanzado la temperatura normal de funcionamiento. 3.1.3 Desarrollo de inspecciones en el sistema de lubricación A) Verificación de la bomba de aceite -Holgura entre el cuerpo y el e ngranaje externo………..1 0,114 0,200 -Holgura entre el alojamiento y el engranaje interno….3 0,05 - 0,09
-Holgura entre el alojamiento y el engranaje externo…4 0,05 - 0,11 -Holgura entre el engranaje interno y el alojamiento…5 0,045 0,091 E) Enfriador de aceite -Comprobar si el enfriador de aceite y el alojamiento del mismo están agrietados. -Comprobar la entrada de la refrigeración del enfriador de aceite por si está obstruida, soplando a través. Sustituir si fuera necesario. F) Inspección de la válvula de descarga de la presión de aceite Inspeccionar la válvula de descarga de presión de aceite (indicada por una flecha) por si se mueve, presenta grietas o roturas, empujando la bola. Si fuera necesario sustituirla, desmontar la válvula sacándola con una herramienta adecuada. Montar una válvula nueva golpeándola ligeramente en su lugar D) Inspección al enfriador de aceite -Comprobar si el enfriador de aceite y el alojamiento del mismo están Agrietados.
- Comprobar la entrada de la refrigeración del enfriador de aceite por está, obstruida soplando a través de ella, sustituir si fuera necesario
3.1.4 Desarrollo de mediciones del sistema de lubricación Holgura entre el engranaje interno y el alojamiento 0,045 - 0,091m Holgura entre el engranaje externo y el engranaje inferior a 0.18interno Holgura entre el alojamiento y el engranaje interno 0,05 - 0,09mm Holgura entre el alojamiento y el engranaje externo. 0.5 - 0,11mm 3.1.5 Instrumentos empleados en cada verificación, prueba, inspección, medición La medición y la inspección de la presión en los sistemas de lubricación centralizada es uno de los aspectos más importantes para la evaluación de la eficiencia de funcionamiento de un sistema. -Los cambios de presión se pueden controlar visualmente con un manómetro. - un calibrador de hojas - una regla para medir el juego radial de la bomba 3.1.6 Diagnostico del sistema de lubricación En todos los motores diesel existe un sistema imprescindible para su funcionamiento: El sistema de lubricación. Para la lubricación de un motor se deben tener en cuenta dos factores importantes: Temperatura del motor. Distribución adecuada del aceite.
3.2 COMPARACION DE RESULTADOS CON ESTANDARES DADOS POR EL FABRICANTE Y SU INTERPRETACION ITEM
Bomba de aceite
DETALLE
ESPECIFICACION STD
Holgura entre el cuerpo y el engranaje externo
LIMITE
Si excede el límite, sustituir el juego de engranajes o el 0,114 - 0,200 conjunto entero de la bomba.
Holgura entre el
0,05 - 0,09
alojamiento y el engranaje interno
Si excede el límite, sustituir el juego de engranajes o el conjunto entero de la bomba
3.3 SOLUCIÓN DE FALLAS, AVERÍAS Y DIVERSOS PROBLEMAS ENCONTRADOS EN EL SISTEMA 3.3.1 REPARACION DE POSIBLES PROBLEMAS Y FALLAS CAUSA
PRESION EXCESIVA
FALLA
SOLUCION
Canalización parcialmente obstruida
Revisar y limpiar el circuito
Válvula de descarga agarrotada
Desmontar y reparar la válvula
Filtro excesivamente sucio
Sustituir el filtro
Aceite de viscosidad inapropiada
Sustituir el lubricante
Falta de aceite en el cárter
Rehacer el nivel apropiado
PRESION INSUFICIENTE
Aceite muy gastado o diluido
Sustituir el lubricante
Aceite inapropiado al motor o la temperatura
Sustituir el lubricante por uno apropiado
de utilización Filtro demasiado sucio (filtrado total)
Remplazar el filtro
Colador de la bomba parcialmente obstruido
Limpiar o sustituir la bomba
3.3.2 MANTENIMIENTO REALIZADO EN CADA COMPONENTE DEL SISTEMA DE LUBRICACIÓN 3.4 RECURSOS APLICADOS 3.4.1 RECURSOS HUMANOS ASESOR PRACTICO: Arturo Chávez ASESOR TEORICO: Hernán Esguar 3.4.2 MATERIALES EMPLEADOS - Herramientas, instrumentos de trabajo 3.4.3 RECURSOS INSTITUCIONALES - Talleres de trabajo - Equipos y herramientas de trabajo - Profesores y almacenes 3.5 CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES
Nª
ACTIVIDAD
FEBRER MARZO O
ABRIL
MAYO
JUNIO
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 01
Planificación y ejecución del anteproyecto
X
02
Introducción a los motores diesel
X
03
Evaluación técnica del motor
X
04
Reconocimiento del motor diesel
X X
05
Entrega del anteproyecto
06
Prueba de funcionamiento
07
Ejecución del capítulo I del proyecto
08
Diagnostico preliminar del proyecto
X
09
Desmontaje del sistema
X X
10
Limpieza de los componentes del sistema
11
Entrega del capítulo I del proyecto
X
X
X
12 Ejecución del capítulo II del proyecto 13 Mediciones y verificaciones del sistema
X
X X
14 Entrega del capítulo II del proyecto 15 Inicio del capítulo III del proyecto 16 Detección de fallas y averías 17 Reparación de fallas y averías
X X X
18 Montaje de sus componentes 19 Entrega del capítulo III del proyecto
X
20 Prueba de afinamiento de motor 21 Puesto a punto del motor 22 Entrega del capítulo IV del proyecto 23 Entrega del motor
3.6 COSTOS 3.6.1 COSTOS DIRECTOS
X
Nª CANTIDAD DESCRIPCION COSTO UNITARIO
COSTO TOTAL
01 2 lijar
2.50 soles
5.00 soles
02 1lt
6.50 soles
10.00 soles
TOTAL
15.00 SOLES
combustible
3.6.2 COSTOS INDIRECTOS Nª CANTIDAD
COSTO DESCRIPCION UNITARIO
COSTO TOTAL
01 Detergente
1.00 soles
3.00 soles
02 Wippes
0.5.0
2.50 soles
TOTAL
5.50 soles
3.6.3 RESUMEN DE COSTOS Costos Totales Directos
S/. 15.00
Costos Totales Indirectos
S/. 5.50
COSTO TOTAL
S/. 20.50
Sugerencias Primera: Se recomienda verificar las conexiones del aceite hacia el manómetro de presión ya que un mal ajuste o mal estado de las conexiones podría alterar la lectura de presión de aceite y por ende dar un mal diagnostico
Segunda: Dar el torque necesario a los pernos del cárter para evitar fugas de aceite así como romper lo pernos debido al excesivo torque Tercera: Limpiar los conductos de lubricación de manera exhaustiva para evitar que estos se lleguen a tapar evitando la lubricación del motor Cuarta: Se sugiere reemplazar la bomba de aceite en lo posterior por encontrarse al límite de las especificaciones del fabricante
CONCLUSIONES Primera: El cárter presenta deformaciones en su estructura debido al mal desmontaje además de desprendimiento de la pintura por lo cual se deberá aplicar el método de desmontaje así como montaje recomendado por el fabricante Segunda: Evitar el uso excesivo de silicona al montar el cárter ya que esta se desprende con el tiempo lo que podría tapar el colador de aceite Tercera: Se encontró el filtro de aceite con un exagerado ajuste lo que impidió su desmontaje como lo indica el fabricante por lo se deberá tener cuidado y ajustar lo que indique el manual del motor para no dañar el filtro Cuarta: La bomba de aceite se deberá tratar con sumo cuidado tanto al desmontarla como al montarla evitando que se caiga al suelo ya que de recibir un golpe fuerte esta podría quedar inutilizable
BIBLIOGRAFIA Manual de Mecánica Diesel Arias Paz Edición 55 Manual de Servicio Nissan CD-20 http://es.scribd.com/doc/65154321/45/SISTEMA-DE-LUBRICACION http://www.solediesel.com/documentos/manuales/HY17_ES.pdf http://es.scribd.com/doc/16619689/Manual-Del-Automovil-Motores-y-jmAlonso http://es.scribd.com/tango4269/d/11481175-Libros-Gratis http://www.vagostaringa.com/e-books/2162501-libros-de-mecanica.html http://www.manualesdemecanica.com/manuales/Varios/El-motor-diesel-delautom%C3%B3vil/
