sábado, 23 de febrero de 2019

TURBINAS La Cámara de Combustión

La Cámara de Combustión
El calor se introduce en las turbinas de gas a través de la cámara de combustión. Esta cámara recibe el aire comprimido proveniente del compresor y lo envía a una elevada temperatura hacia la turbina expansora, idealmente sin pérdida de presión. De esta forma, la cámara de combustión es un calentador de aire donde el combustible, mezclado con mucha mayor cantidad de aire que lo que correspondería a una mezcla estequiométrica aire-gas. Existen varios tipos de cámaras de combustión, pero en general pueden agruparse en tres categorías: las anulares, las tuboanulares y las tipo silo.

La cámara de combustión anular
La cámara de combustión anular es la solución adoptada principalmente por Alstom y Siemens para sus turbinas industriales, y en general, es la que suelen implementar la práctica totalidad de las turbinas aeroderivadas.
Cámara de combustión anular.
Esta disposición supone que existe una única cámara en forma de anillo que rodea al eje del compresor-turbina; dicha cámara consta de un solo tubo de llama, también anular, y una serie de inyectores o quemadores, cuyo número puede oscilar entre 12 y 25 repartidos a lo lardo de todo la circunferencia que describe la cámara.

El aire entra en el espacio entre el interior de la cámara a través de los diferentes huecos y ranuras por simple presión diferencial. El diseño de estos huecos y ranuras divide la cámara en diferentes zonas, para facilitar la estabilidad de llama, la combustión, la dilución y para crear una fina capa de enfriamiento en las paredes de ésta.

Cámaras de combustión tuboanulares
Las cámaras de combustión tuboanulares están formadas por grupos de cámaras tubulares que se montan en el interior de un cilindro. Este diseño trata de combinar las virtudes de los anteriores buscando la robustez de las tubulares combinada con la compacidad de las anulares.
 

Cámaras de combustión tuboanulares.

Es frecuente encontrar entre seis y diez cámaras tubulares ensambladas en el interior de la envolvente anular.
El flujo de aire puede ser directo o inverso dependiendo de la aplicación. En este tipo de cámara de combustión se requiere una mayor cantidad de aire de refrigeración que en las tubulares y las anulares ya que la superficie del quemador es mayor.
El flujo de gases en estos equipos es más estable que en las anulares debido a que cada zona del anillo tiene su propia tobera y en consecuencia una primera zona independiente de las demás.

Camaras de combustión o tubulares
Las cámaras de combustión tubulares tienen forma cilíndrica y están montadas de manera concéntrica en el interior de otro cilindro. Las principales ventajas que presentan son su simplicidad, su fácil diseño y su fácil acceso.
Cámaras de combustión tubulares.
Como problema presentan que son grandes y pesadas en comparación a otros tipos de cámara de combustión y por ello su aplicación está relegada únicamente a la industria.

Cámaras de combustión tipo Silo
Este tipo de turbinas tienen la cámara de combustión fuera del eje que une la turbina y el compresor, puesto en la parte superior, los inyectores se instalan atravesando el techo superior de la cámara, y los gases de escape llegan a la turbina de expansión por una abertura inferior conectada a ésta, son turbinas que por ahora se utilizan para combustibles experimentales como el hidrógeno.
Cámara de combustión tipo silo.
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ENTRADAS RELACIONADAS
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FUENTES:

M.J.D.

http://www.turbinasdegas.com/camara-de-combustion

  APONTE-HERRERA-HIDALGO-MAZA- "Turbina de gas"



Turbinas - Suciedad

Turbinas sucias
El ensuciamiento se refiere a la acumulación de materiales indeseables en las superficies sólidas causando asperezas. En el compresor de una turbina de gas, esto se traduce en el deterioro de la forma aerodinámica de los álabes, resultando en la reducción del flujo de aire, menor tasa de presión y menor eficiencia.
La pérdida de rendimiento es indicada por la menor producción de energía y la mayor de tasa de calor, causando pérdidas de ganancias y mayor daño al medio ambiente.

TIPOS DE SUCIEDAD
➤Hidrocarburos
Los peores problemas de ensuciamiento son causados por mezclas de líquidos y aceites ó hidrocarburos generalmente, que se depositan en los álabes y forman una capa aceitosa que captura material compuesto por partículas. Esto puede ser causa de los gases de combustión emitidos por las turbinas y puede ser particularmente severo si se utiliza combustibles menos limpios como el crudo. Los escapes de aceites son otro problema mayor, incluso el humo de otras industrias, ciudades y vehículos contribuyen a la contaminación.

➤Agua salada
Al ingresar en el compresor, el aire se calienta y la humedad del aire se evapora, dejando sal y elementos disueltos que se depositan en los álabes. Cuando se exponen a las altas temperaturas de operación dentro del compresor, estos depósitos se pueden adherir firmemente a la superficie del compresor. La sal también causa corrosión y oxidación, por lo que se debe remover sin demora. Este es un problema significativo en zonas costeras y marinas.

➤Otras causas
El polvo y la arena generalmente causan erosión y pueden conducir al ensuciamiento cuando se combina con otros elementos como vapores de aceites. La atmósfera contiene otros numerosos contaminantes incluyendo químicos usados en cultivos, esporas de las plantas, insectos y smog. Incluso algunos de los aditivos de los productos de limpieza, si no se enjuagan adecuadamente, pueden contribuir al ensuciamiento.

EL LAVADO
El lavado regular es la mejor manera de remover los depósitos de suciedad y es el método especificado por los fabricantes de turbinas. Este consiste en inyectar un fluido de limpieza en el compresor para restaurar el rendimiento. El lavado también detiene el progreso de corrosión que puede picar los álabes y contribuir a mayor ensuciamiento
El ensuciamiento, sin embargo, es causa de diferentes sustancias usualmente pegajosas, que cuando se someten a altas temperaturas se vuelven aún más resistentes a la limpieza y duras de remover. Para superar esto, químicos de limpieza aprobados deben ser usados.
Productos especiales de diversas marcas, han sido especialmente diseñados para desintegrar y eliminar la suciedad del compresor, siempre teniendo en cuenta con los estrictos requisitos de los fabricantes originales del motor. Incluso en bajas temperaturas o cortos periodos de contacto, deben restaurar efectivamente cualquier compresor a una condición óptima.Nuestros productos extraen toda impureza del compresor, no dejan restantes después del enjuague ni residuos pegajosos cuando se evaporan, haciéndolos ideales para el lavado en línea y fuera de línea. También hacen que el lavado sea seguro para el equipo, el operador y el ambiente.

METODOS DE LAVADO

Lavado Fuera de Línea
El lavado fuera de línea se lleva a cabo con la turbina de gas en estado frío, inyectando la solución de limpieza al compresor mientras se hace girar a la velocidad de arranque.
Una vez los químicos son inyectados en el compresor, se apaga la turbina de gas y se le permite detenerse, se deja en remojo de 20 a 30 minutos, antes de enjuagar completamente con agua desmineralizada o desionizada.
El mayor inconveniente es el tiempo que la turbina debe permanecer fuera de operación para permitir el enfriamiento y la preparación para el lavado. La eficacia de este tipo de lavado es muy alta y la recuperación de potencia es cercana al nivel original o el nivel alcanzado después de un mantenimiento mayor.



Lavado En Línea
Consiste en la atomización regularmente, de una solución de limpieza en el compresor, mientras corre a velocidad de operación. Las altas temperaturas de operación de los compresores, las altas fuerzas centrífugas en el líquido inyectado y el corto tiempo de contacto de la solución de lavado con la suciedad, limitan la efectividad de este método.
El fluido de limpieza, sin embargo, alcanzará los álabes guía en la entrada del compresor y los de la primera etapa, lo que resultará en recuperación de potencia. Esto mejora la disponibilidad al reducir la tasa de pérdida de producción y prolongar el tiempo entre lavados fuera de línea. Usar un detergente adecuado mejorará la capacidad de mojado de la solución de limpieza, el contacto con la suciedad y a la vez el efecto de limpieza, y además reduciendo la cantidad de líquido requerido por lavado.

¿CUANDO LAVAR?

El lavado en línea debe hacerse regularmente, pero la frecuencia del lavado fuera de línea es una proposición más compleja y dependerá de lo siguiente:

  • Cantidad y tipo de Contaminantes en el Suministro de Aire.
  • Nivel de Degradación de la Potencia aceptable para el usuario.
  • Restricciones de Tiempo debido a la demanda por disponibilidad.
  • Nivel de Filtración del Aire empleado.
Estas variables implican que no hay un procedimiento de lavado universal. El mejor régimen de lavado en línea y fuera de línea se desarrolla usualmente a través de la experiencia y deber ser específico para cada compresor.
La potencia total puede ser difícil de recuperar cuando un ensuciamiento significativo ha tenido lugar, por lo que recomendamos un lavado regular para prevenir la acumulación de depósitos de suciedad y mantener el rendimiento.

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FUENTE:

http://www.turbinasdegas.com/sistemas-de-lavado


viernes, 22 de febrero de 2019

Bernoulli Principio

👉Principio de Bernoulli
En dinámica de fluidos, el principio de Bernoulli, también denominado ecuación de Bernoulli o trinomio de Bernoulli, describe el comportamiento de un líquido moviéndose a lo largo de una corriente de agua. Fue expuesto por Daniel Bernoulli en su obra Hidrodinámica (1738) ​ y expresa que en un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en régimen de circulación por un conducto cerrado, la energía que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido.

👉La ecuación de Bernoulli
La energía de un fluido en cualquier momento consta de tres componentes:
cinética: es la energía debida a la velocidad que posea el fluido;
potencial o gravitacional: es la energía debido a la altitud que un fluido posea;
energía de presión: es la energía que un fluido contiene debido a la presión que posee.

👉Aplicaciones del principio de Bernoulli

➤Chimenea
Las chimeneas son altas para aprovechar que la velocidad del viento es más constante y elevada a mayores alturas. Cuanto más rápidamente sopla el viento sobre la boca de una chimenea, más baja es la presión y mayor es la diferencia de presión entre la base y la boca de la chimenea, en consecuencia, los gases de combustión se extraen mejor.

➤Tubería
La ecuación de Bernoulli y la ecuación de continuidad también nos dicen que si reducimos el área transversal de una tubería para que aumente la velocidad del fluido que pasa por ella, se reducirá la presión.

➤Natación
La aplicación dentro de este deporte se ve reflejado directamente cuando las manos del nadador cortan el agua generando una menor presión y mayor propulsión.

➤Carburador de automóvil
En un carburador de automóvil, la presión del aire que pasa a través del cuerpo del carburador disminuye cuando pasa por un estrangulamiento. Al disminuir la presión, la gasolina fluye, se vaporiza y se mezcla con la corriente de aire.

➤Flujo de fluido desde un tanque
La tasa de flujo está dada por la ecuación de Bernoulli.

➤Dispositivos de Venturi
En oxigenoterapia, la mayor parte de sistemas de suministro de débito alto utilizan dispositivos de tipo Venturi, el cual está basado en el principio de Bernoulli.

➤Aviación y vehículos de alta velocidad
La sustentación de un avión puede describirse como una diferencia de velocidades en las alas de los aviones, por consecuente, si en el extradós el viento fluye más rápido, entonces se genera una pérdida de presión, y como en el intradós hay menos velocidad, su presión es mayor, esto genera una fuerza de sustentación que le da al avión una ayuda para mantenerse en el aire, de esta forma el ángulo de ataque del ala determina la diferencia de presión existente, y cuanta sustentación resulta, lo mismo sucede a la inversa con los alerones de los vehículos de alta velocidad, como los de Fórmula 1.


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FUENTE:
https://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Bernoulli

Turbina de gas Funcionamiento básico.

TURBINAS DE GAS

Principios de Funcionamiento
Una turbina de gas es un motor térmico rotativo de combustión interna, donde a partir de la energía aportada por un combustible se produce energía mecánica y se genera una importante cantidad de calor en forma de gases calientes.


Ejemplo de turbina de gas acoplada a un generador de electricidad.


La máquina sigue un ciclo abierto, puesto que se renueva continuamente el fluido que pasa a través de ella.

El aire es aspirado de la atmósfera y comprimido para después pasar a la cámara de combustión, donde se mezcla con el combustible y se produce la ignición. Los gases calientes, producto de la combustión, fluyen a través de la turbina. Allí se expansionan y mueven el eje, que acciona el compresor de la turbina y ,por última instancia, moverá una turbina aciplada a un eje si es un turborreactor o producirá empuje puro si es un turborreactor.

Las pérdidas de energía se desprenden en forma de calor que es necesario evacuar del sistema.

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ENTRADAS RELACIONADAS
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FUENTES:

http://www.turbinasdegas.com/principios-de-funcionamiento



PRL UNIDAD 6: REGULADORES DE VELOCIDAD

PRL UNIDAD 6: REGULADORES DE VELOCIDAD.
Necesidad. Condiciones que deben reunir de acuerdo al tipo de carga aplicada al motor. Tipos.
Ajustes. Compensación isócrona del regulador.


Necesidad
Se controla la velocidad porque se desea mantenerla lo más próxima posible a un valor determinado. En el caso de los motores propulsores marinos se requiere que la velocidad se mantenga constante la mayor parte del tiempo, y además, que cuando sufra variaciones, regrese lo más pronto posible al valor de referencia. En el caso de los motores generadores de electricidad, la frecuencia del voltaje se mantendrá constante siempre que se mantenga constante la velocidad del conjunto motor-generador.También existen procesos industriales que demandan que la velocidad se mantenga constante, tales como: las rotativas de la industria del papel, las textileras, la extrusión de caucho y plástico, entre otras.

¿Por qué se necesita en el motor diesel un regulador?

👉En la carrera de admisión, el motor diesel aspira solamente aire sin ningún tipo de restricción.
👉Durante la carrera de compresión, el aire aspirado se calienta tanto que el combustible
inyectado se inflama espontáneamente .
👉 En la bomba de inyección no existe ninguna posición fija de la cremallera que permita al motor
conservar exactamente un determinado número de revoluciones, ya que con una posición fija
cualquiera del émbolo de la bomba, su caudal aportado varia en función de las revoluciones .
👉En el ralentí, por ejemplo, sin el regulador la velocidad de rotación disminuiria hasta pararse, o
bien, aumentaría continuamente embalándose el motor.


CARGAS QUE AFECTAN AL MOTOR
Controlar el funcionamiento de un motor diésel significa mantener una determinada velocidad constante, sin tener en cuenta las variaciones de carga.
El control de un motor depende de dos factores:
  • Sus propias características de funcionamiento.
  • Del tipo de carga que acciona.
En la carga total de un motor intervienen dos componentes:
  • La carga interna o caballo de fricción, generado por fricción, rozamiento, resistencia del aire, bombeo dentro del motor mismo y las cargas motivadas por los mecanismos auxiliares movidos por el motor.
  • La carga externa, absorbida por la salida del eje cigüeñal, que es la potencia efectiva o al freno entregada por el motor.
REGULADOR


 Regulador de Watt.

  Definición. Un regulador o sistema regulador es un sistema de control por retroalimentación en el cual la entrada de referencia u orden es constante para largos períodos de tiempo, a menudo para el intervalo de tiempo completo, durante el cual el sistema está en operación.

Un regulador se diferencia de un servomecanismo en que la función primordial de un regulador es generalmente mantener constante una salida que es controlada, mientras que la función de un servomecanismo consiste muy a menudo en hacer que la salida del sistema siga una entrada variante.

En la práctica, el regulador es un aparato muy sensible a la velocidad, usado en el motor diésel para controlarlo durante su funcionamiento en cualquier condición de régimen y de carga.

Ubicación del regulador de velocidad en una bomba tipo "Bosch" lineal.


Los reguladores usados en motores diésel pueden ser:
  • Reguladores de velocidad constante: para mantener la misma velocidad a cualquier carga, vale decir, desde sin carga hasta plena carga.
  • Regulador de velocidad variable: para mantener cualquier velocidad deseada, desde sin carga hasta la máxima velocidad.
  • Reguladores limitadores de velocidad: para controlar la velocidad mínima del motor y para limitar su máxima velocidad o solamente limitar su máxima velocidad.
  • Reguladores limitadores de carga: es el encargado de limitar la carga máxima que soportará el motor a distintas velocidades.
Existen algunos reguladores fabricados para realizar varias funciones al mismo tiempo.
Los reguladores empleados en los motores diésel deben reunir ciertas condiciones relacionadas con el tipo de carga que el motor accionara, las que determinan la exactitud en que el regulador controla al motor durante su marcha y ellas son:
-Caída de velocidad
-Oscilaciones.
-Regulación isócrona.
-Estabilidad.
-Sensibilidad.
-Prontitud.

a) Caída de velocidad: es la disminución en la velocidad del motor desde sin carga hasta plena carga expresada en rpm o como tanto por ciento de la velocidad normal o promedio.

b) Oscilaciones: es la variación de rpm en el motor debido al trabajo de control del regulador, que se producen  hasta tanto los contrapesos y el manguito de control toman una posición definida correspondiente a la nueva velocidad.

c) Regulación isócrona: consiste en mantener la velocidad del motor exactamente constante, independiente de la carga, es decir, con regulación de velocidad exacta o con caída de velocidad cero.

d) Estabilidad: es la precisión del regulador para mantener la velocidad deseada en el motor  sin fluctuaciones ni oscilaciones.

e) Sensibilidad: Es el cambio de velocidad operado en el regulador antes que realice un movimiento correctivo del control de combustible expresado en tanto por ciento de la velocidad normal o promedio.

f) Prontitud: es la velocidad de regulación del regulador. Es el tiempo en segundos que necesita el regulador para mover el control de combustible desde la posición de sin carga a plena carga. Esta depende de la potencia del regulador. Mayor potencia menor tiempo en vencer la resistencia requerida.

TIPOS DE REGULADORES
Los tipos de reguladores usados en los motores diésel de la Armada son centrífugos, en los cuales la fuerza centrifuga generada por la rotación de los pesos son equilibrados por la fuerza de un resorte.


Reguladores mecánicos: En los cuales la fuerza centrifuga de los pesos en giro gobierna directamente la entrega del combustible por medio de un juego de palancas que actúan sobre el control de la inyección.

Reguladores hidromecánicos: Son aquellos reguladores mecánicos centrífugos, en que el accionamiento  del suministro de combustible es por medio de un sistema hidráulico.

Reguladores electrónicos: Son aquellos reguladores que carecen de partes rotativas mecánicas y realizan su trabajo por medio de un sensor de velocidad, una unidad de control electrónica, y un actuador eléctrico que efectúa el control de las cremalleras. En uso actualmente en nuestra Armada en motores generadores .

REGULADORES MECÁNICOS CENTRÍFUGOS: Estos están formados por dos pesos que giran, llamados contrapesos centrífugos. Estos van montados en los extremos superiores a unas placas acodadas fijadas con pivotes por sus extremos un plato giratorio. Normalmente van conectados por medio de engranajes que lo harán girar juntamente con el motor.
Los extremos interiores de las palancas de los contrapesos centrífugos apoyan sobre el cojinete de empuje al buje o manguito de control, el cual gobierna el mecanismo de regulación del combustible


En la figura se muestra un regulador mecánico con resorte en las dos posiciones máximas y mínima de los pesos.
El resorte antagónico de la fuerza centrifuga de los contrapesos centrífugos, llamado resorte del regulador o de régimen, se apoya en el extremo superior de manguito de control y tiende a moverla, con el mecanismo de regulación hacia abajo en la dirección de entrega de más combustible.
Al girar los contrapesos centrífugos, la fuerza centrifuga producida mayor que la fuerza del resorte de régimen, mueve la camisa hacia arriba y el mecanismo de regulación de combustible, en el sentido de entregar menos combustible.
Cuando la rotación de los pesos produce la fuerza centrifuga, que es equilibrada por la fuerza del resorte, el manguito o camisa de control permanece fija, el mecanismo de control de combustible permanece en el ajuste requerido, y la velocidad del motor permanece constante mientras no varia la carga.
Si la carga decrece, el motor comenzara acelerarse porque la cantidad de combustible es mayor que la necesaria; actúan los contrapesos, cuya fuerza centrifuga vence a la fuerza del resorte, proveyendo menos combustible y suministrando más al disminuir la velocidad.


Los reguladores mecánicos centrífugos pueden ser:
-Reguladores de velocidad constante.
-Reguladores de velocidad variable.
-Reguladores de dos velocidades (máxima y mínima).

Reguladores de velocidad constante: en los reguladores mecánicos, mediante un diseño adecuado, la caída de velocidad puede mantenerse desde el 4% hasta el 5%, de modo que, para fines prácticos, estos pueden ser considerados de velocidad constante.

Reguladores de velocidad variable: En aquellos que durante el funcionamiento del motor se puede variar a voluntad el régimen de velocidad dentro de los límites de marcha del motor.

Reguladores de dos velocidades (mínima y máxima): Las necesidades de mantener una estable baja velocidad sin carga, y una máxima velocidad, hace necesario que el regulador de velocidad tenga dos resortes diferentes. Uno es un resorte de poca tensión, que requiere poca fuerza para ser comprimido por centímetro, por lo tanto, mayor sensibilidad a baja velocidad; el otro un resorte duro, el que requiere más fuerza para ser comprimido por centímetro y provee suficiente estabilidad a altas velocidades.

EFECTOS QUE INFLUYEN EN EL FUNCIONAMIENTO DE LOS REGULADORES MECANICOS
La fricción que actúa en las condiciones del regulador, en su sensibilidad, prontitud, oscilaciones y caídas de velocidad, origina defectos en su funcionamiento.
Sensibilidad pobre, debido a que los pesos rotativos también proveen la fuerza necesaria para mover el control de combustible del motor.
Potencia pequeña para su función, salvo el caso de reguladores muy grandes.
Caída de velocidad apreciable, lo que no permite mantener velocidades exactamente constantes, las cuales son necesarias cuando los motores mueven generadores de corriente alterna, cuyas velocidades deben ser exactas.

REGULADOR HIDRAULICO ELEMENTAL
Los inconvenientes que presentan los reguladores mecánicos son superados con el empleo de los reguladores hidráulicos. Vale decir, que el único método para conseguir velocidades constante o regulación isócrona, es usando un regulador centrifugo con resorte llevando el resorte de régimen a su tensión original después de cada variación de velocidad, independientemente del movimiento del mecanismo de control del suministro de combustible.
Si el resorte de régimen es mantenido en una misma tensión, la fuerza centrifuga generada por los contrapesos centrífugos necesaria para equilibrarlo será obtenida a la velocidad correspondiente.
El regulador, desde ya mantiene la misma velocidad en el motor, con el ajuste del suministro del combustible, con el variar de la carga.

Se puede lograr esto con un regulador centrífugo mecánico empleando una acción indirecta, hidráulica, entre el manguito o camisa de control y el mecanismo de control de inyección de combustible. Esta acción puede realizarse con una fuente de energía independiente de los pesos voladores, para mover el mecanismo de control de combustible, la más usada es el suministro de presión de aceite producida por una bomba especial en los reguladores hidráulicos.

La figura nos muestra un regulador hidráulico en forma elemental. Es un regulador mecánico con resorte helicoidal para balancear los contrapesos centrífugos.

El regulador centrífugo sensible a la variación de velocidad mueve la válvula piloto que controla el flujo del aceite hacia y desde el pistón de fuerza.


 
Cuando el motor esta funcionando a velocidad constante, se dice que el regulador trabaja a velocidad controlada y el extremo inferior del embolo de la válvula piloto no permite el pasaje del flujo de aceite al pistón de fuerza, porque están cerradas las lumbreras en el manguito o cilindro de la válvula piloto.
Si el motor aumenta la velocidad, los pesos voladores se mueven hacia fuera levantando el pistón de la válvula piloto. Lo que da lugar a la abertura de la lumbrera para que descargue al pozo.

El pistón de fuerza es empujado hacia abajo a la posición de sin carga, que transmite el movimiento al control de combustible, por medio de su vástago conectado al varillaje de la inyección, disminuyéndolo.

Si la velocidad del motor decae, la velocidad del regulador también lo hace por debajo de la controlada, los pesos voladores se mueven hacia adentro, bajando el pistón de la válvula piloto; por lo cual abre la lumbrera del pistón de fuerza conectándolo a al presión de aceite que da lugar al desplazamiento del pistón de fuerza hacia arriba, que origina el aumento de la inyección de combustible.

Dado que el embolo de la válvula piloto cubre exactamente las medidas de las lumbreras del cilindro o manguito de la válvula piloto, lo que significa que hay una velocidad y solamente una en la cual las lumbreras están cerradas.
Este regulador descrito es el tipo elemental isócrono o regulador hidráulico de velocidad constante.
El pistón de fuerza será ajustado a las posiciones entre sin carga y plena carga. Por lo que el motor funcionara en condiciones de equilibrio exactamente a la velocidad de control.
Dado que el émbolo de la válvula piloto cubre exactamente los orificios del cilindro o manguito, con lo cual un pequeño desplazamiento del embolo o pistón ocasionará un cambio en el ajuste de la inyección de combustible. Lo que contribuye a la alta sensibilidad de los reguladores hidráulicos, existiendo algunos que responden a cambios de velocidad de 0,001 %. Esta alta sensibilidad permite un control de velocidad con alta precisión.
Esta alta sensibilidad hace que el regulador actué rápidamente, justamente cuando se esta comenzando un cambio de velocidad, es decir, elimina las posibilidades de grandes oscilaciones de velocidad.

REGULADORES Y DISPARADORES DE SOBREVELOCIDAD

Los reguladores de protección de sobrevelocidad se emplean como mecanismos de seguridad para cortar las excesivas velocidades de trabajo en los motores diésel, originadas por causas imprevistas.
En un motor equipado con regulador de sobrevelocidad, esté trabajará solamente cuando eventualmente falle el regulador común.
En un motor de control manual, el regulador de sobrevelocidad actuará antes que el motorista ; estos reguladores de sobrevelocidad son esencialmente controles de emergencia; funcionan para parar la combustión o para limitar la presión de combustión en los cilindros del motor.
Se llaman disparadores de sobre-velocidad a los reguladores de sobrevelocidad que producen la parada del motor, sea cortando el suministro de combustible o el suministro de aire de admisión.
Se llaman reguladores de sobre-velocidad a aquellos que dejan continuar funcionando el motor a una velocidad limite de velocidad.

REGULADORES WOODWARD

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NORMAS PARA EL USO Y CONSERVACION DEL MATERIAL DE CASCO, ELECTRICIDAD Y MAQUINAS NAVALES (N O C E M) CAPITULO 22 MOTORES DE COMBUSTION INTERNA

Reguladores de velocidad y disparadores de sobrevelocidad.

a. Deberán ser mantenidos en perfecto estado de funcionamiento.

b. Serán controlados una vez por trimestre y después de cada reparación general, haciendo girar el motor por sobre la velocidad establecida de manera de asegurarse que el mecanismo completo se encuentre en buen estado de funcionamiento, debiéndose controlar la velocidad en que el mecanismo actúa, que deberá corresponder a la especificada en el Manual de Instrucciones del Motor. En los reguladores de máxima velocidad, y en los casos en que no existan valores especificados de regulación, deberán fijarse los límites de 107 %de la velocidad máxima para motores lentos y 110 a 115 % de la velocidad máxima para motores de media y alta velocidad.

c. Para los reguladores tipo WOODWARD o similares:
1. Al comienzo de cada guardia verificar manualmente el libre funcionamiento de los mecanismos del regulador, actuando sobre los movimientos correspondientes, con la planta funcionando.
2. Cada 1500 horas cambiar el aceite contenido en la caja del regulador y limpiar cuidadosamente con tetracloruro de carbono todas las impurezas contenidas en la misma. Esto debe hacerse en ambiente bien ventilado, dada la toxicidad de tetracloruro de carbono.
3. Verificar en esa oportunidad el libre funcionamiento de las distintas partes, en especial el de las válvulas esféricas del circuito de aceite y de regulación.
4. Verificar si la junta de la parte inferior del eje se encuentra en buenas condiciones.

Durante los desarmes de estos mecanismos, deberán cumplimentarse las instrucciones contenidas en los manuales correspondientes.

 índice
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ENTRADAS RELACIONADAS
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https://drive.google.com/open?id=0B1rlCioRveAHa2EzX090aFpyNXc

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FUENTES:

http://elmaquinante.blogspot.com.ar/2016/09/unidad-12-controles-de-funcionamiento.html

Manual Woodward UG-8

M.J.D.


Escuela de Técnicas y Tácticas Navales. Apuntes




MAQ 305 MOTORES DIESEL CAPITULO 14 Controles de funcionamiento del motor.

NORMAS PARA EL USO Y CONSERVACION DEL MATERIAL DE CASCO, ELECTRICIDAD Y MAQUINAS NAVALES (N O C E M) CAPITULO 22 MOTORES DE COMBUSTION INTERNA

ISMAEL SUESCÚN MONSALVE "CENTRALES HIDRÁULICAS"





Rectificado de motores automotrices

Transcripción de un artículo de https://www.mecanicoautomotriz.org/ en la cual se describe breve y concisamente las tareas mínimas a ejecutar en el rectificado de un motor automotriz.

Rectificado de motores
Las piezas que forman el conjunto de un motor están sometidas a desgastes y deformaciones. Esto es debido al rozamiento entre piezas y al calor que tienen que soportar. Para corregir estos desgastes y deformaciones se utiliza la técnica del rectificado que consiste en el mecanizado de las piezas, hasta igualar las superficies de contacto y darles un acabado que disminuya el rozamiento y favorezca la lubricación de los órganos en movimiento.

Se realiza el rectificado en piezas como: los cilindros del bloque motor, cigüeñales, arboles de levas, asientos de válvulas, etc.

También se rectifican las piezas de ajuste que requieren la planificación de su superficie como, por ejemplo, culatas, bloques de motor, etc.El rectificado es una técnica de mecanizado similar al realizado por fresadoras y tornos. Se sustituyen las cuchillas o fresas por muelas abrasivas, que consiguen un acabado superficial mas fino y una medida final mas exacta.
Para el rectificado de motores se utiliza una maquinaria especifica, diseñada para el trabajo en las distintas piezas del automóvil, como pueden ser las utilizadas para rectificar los cilindros del motor, o la rectificadora cilíndrica para cigüeñales, o la rectificadora utilizada para planificar culatas.
¿Cuando rectificar un motor?
La operación de rectificado se realiza en talleres especializados dedicados a este fin. El mecánico decidirá si merece la pena hacer esta reparación o bien se decide por el recambio de la pieza por otra en perfecto estado.
La decisión de rectificar una pieza depende de los siguientes factores:
Se consultara que el fabricante del vehículo permite el rectificado de la pieza en cuestión. Si el fabricante lo permite, tenemos que ver hasta que punto podemos hacerlo y si estamos dentro de tolerancias. Si vemos que es factible el rectificado pasaremos al siguiente paso.
Tenemos que saber el precio que nos supone el rectificado, si es superior al de una pieza de recambio nueva, no se recomienda la operación de rectificado.
El rectificado es recomendable en piezas donde el coste del recambio es elevado, como por ejemplo: culatas, cigüeñales, bloque motor. También se recomienda en vehículos pesados: camiones, maquinaria agrícola y de obra publicas, donde la vida útil del vehículo es muy superior a la del motor.

👉Rectificado de la culata
La culata se fabrica generalmente de fundición aleada con otros materiales, que añaden características de resistencia, rigidez y conductividad térmica. En otras ocasiones se usan aleaciones de aluminio. La culata es una pieza del motor que esta sometida a grandes temperaturas y elevadas presiones, que producen dilataciones importantes, seguidas de las correspondientes contracciones al enfriarse el motor, una vez parado. Como consecuencia de todo ello, pueden producirse deformaciones permanentes e incluso grietas, que provocan una avería en el motor.
La culata es una pieza importante y de precio elevado, por lo tanto se procederá a su rectificado si el fabricante lo permite.



La verificación de planitud de la superficie de apoyo con el bloque se realiza con la ayuda de una regla y un juego de "galgas de espesores" calibradas. Posicionada la regla se comprobará con la galga calibrada que el
mayor alabeo es inferior a 0,05 mm. Si se encuentran deformaciones o alabeos, deberá procederse a la rectificación del plano, cuidando de quitar la menor cantidad posible de material, ya que con el rectificado
disminuye el volumen de las cámaras de combustión y, en consecuencia, aumenta la relación de compresión.



👉Diferencias entre los motores Diesel y gasolina:
En los motores de gasolina los fabricantes no suelen suministrar espesores distintos de junta de culata, por lo que en un rectificado del plano de la culata no se contempla montar juntas de culata de mayor espesor, para compensar el material de la culata rectificado. Cuando se rectifica la culata hay que tener en cuenta dos cosas: primero que aumenta la relación de compresión del motor y la otra cosa a tener en cuenta es la posibilidad de que las válvulas toquen en los pistones, para evitar esto,se rebajara en los asientos de las válvulas la misma medida que se haya rebajado en la culata. Tras esto, se deberá ajustar el juego de taqués.
En los motores Diesel: los fabricante suelen suministrar distintos espesores de junta de culata, una,dos, o tres muescas. El espesor de la junta está en función de la altura de los pistones respecto al plano del bloque, cota "x". Hay disponibles tres espesores diferentes en función del valor saliente de los pistones con relación al bloque motor. Estos espesores son identificables por muescas sobre una lengüeta situada cerca del exterior de la junta de culata (por ejemplo en el Renault Megane 1.9 D, TD: debajo del inyector del cilindro nº 1).
En motores Diesel cuando se rectifica la culata, se planifica a la medida mínima posible. El rectificador ajustará las precámaras y los asientos de las válvulas. Se rebajara a los asientos de las precamaras y a los asientos de las válvulas la misma medida que se halla rebajado para el plano de la culata, evitando así, que las válvulas puedan tocar con los pistones y dejando por encima del plano de culata ± 0,03 mm las precámaras. Si se rebajan los asientos será necesario el reglaje de taqués.



👉Rectificado del bloque motor
Las operaciones de rectificado en el bloque motor se realizan en los cilindros y en la planitud de la cara del bloque que se une a la culata. Los bloques que permiten el rectificado son los bloques integrales, y la principal causa de la rectificación es el desgaste producido por el rozamiento de los segmentos sobre la pared del cilindro. Este rozamiento produce una conicidad en el interior del cilindro y un ovalamiento del diámetro interior. Cuando la conicidad o el ovalamiento del cilindro por desgaste supere los 0,15 mm (o la medida que indique el fabricante), es recomendable rectificar los cilindros del motor.
Otra causa de rectificado o pulido del interior del cilindro es el gripaje del pistón con el cilindro, puesto que la pared del cilindro se puede dañar y en tal caso sería necesario rectificar.



En el proceso de rectificado del bloque motor hay que tener en cuenta:
Medir el desgaste, conicidad y ovalamiento del bloque con un alexómetro.
Verificar que el fabricante permite el rectificado y que ofrece las medidas y piezas de una posible rectificación.

El fabricante puede admitir hasta cuatro rectificaciones a 0,2 mm cada rectificado así como juegos de pistones y segmentos mayorados a las nuevas medidas de rectificación. Generalmente los fabricantes disponen de pistones mayorados en 0,1, 0,2, 0,4, y 0,8 mm, con respecto al diámetro original o estándar. En la siguiente tabla se puede verse un ejemplo de correspondencia entre pistones y cilindros.



Como puede observarse, la medida nominal o estándar del cilindro es 75 mm en este caso, a la que corresponde un pistón de 74,95 mm, existiendo un juego de montaje entre ambos de 0,05 mm. A partir de un rectificado superior a 0,8 mm no hay existencia de pistones. Esto es lógico, pues el aumento de la cilindrada que conlleva una sobremedida mayor a 0,8 mm provocaría un adelgazamiento intolerable de la paredes del cilindro que no podría soportar las explosiones del motor en su funcionamiento, ademas hay que tener en cuenta que estamos aumentando la cilindrada y por la tanto la relación de compresión del motor, por lo que podemos tener el problema del autoencendido (picado de bielas).
Se comprende que la operación de rectificado debe realizarse en todos los cilindros a la misma sobremedida,cualquiera que sea su desgaste, manteniendose así idéntica cilindrada en todos y, en consecuencia, igual potencia. En caso contrario, los desequilibrios de potencia entre los diferentes cilindros darían lugar a irregularidades en el giro del motor y desequilibrios peligrosos, que podrían producir la rotura de algún componente.
Cuando la operación de rectificado consiste en eliminar una capa de material muy fina por tener poco desgaste el cilindro, basta con efectuar una operación de esmerilado. Esta operación se realiza con una maquina que tiene un eje giratorio provisto de una cabeza con tiras de material abrasivo que se introduce en el cilindro perfectamente centrado con él. Durante la operación de esmerilado, la cabeza gira al mismo tiempo que se mueve de arriba a abajo. El material abrasivo, extensible a voluntad para adaptarse al diámetro del cilindro, produce el arrancamiento de material en una acción de esmerilado. Posteriormente es sustituida la cabeza por otra de grano mucho mas fino para pulir la superficie esmerilada.
Cuando el material a eliminar supera un espesor de 0,15 mm del diámetro, se procede a la operación de rectificado, la cual se realiza en maquinas similares a la descrita, en las que el material abrasivo del cabezal es sustituido por unas cuchillas. Normalmente en el rectificado se deja 0,04 mm de material, para poder después hacer la operación de esmerilado y así dar un acabado fino a las paredes del cilindro.



Cuando el desgaste de un cilindro es tal que no existe posibilidad de rectificado, deberá procederse al encamisado, que consiste en montar nuevas camisas en el cilindro. Con ello se vuelve al motor a su cilindrada original. Las nuevas camisas son montada en el cilindro en prensas especiales, con anterioridad debe rectificarse el cilindro hasta un diámetro de 0,05 mm menor que el exterior de la nueva camisa, con el fin de que esta entre con interferencia en el cilindro y quede allí aprisionada. Después de realizado el encamisado es necesario un rectificado o esmerilado de los cilindros hasta la medida adecuada. Con ello se consigue eliminar las posibles deformaciones que se hayan producido en la operación de montaje.
No se rectificaran los motores equipados con camisas húmedas. En este caso cuando el desgaste sobrepasa las tolerancias preconizadas por el fabricante, se procede a la sustitución de los conjuntos camisa-pistón. En el montaje de estas camisas se tendrá en cuenta que deben sobresalir del plano del bloque una cierta medida, para que la culata ejerza una determinada presión sobre ellas, que asegure la estanqueidad del conjunto en el bloque.

👉Rectificado del cigüeñal
Con el paso del tiempo y los km. el cigüeñal a fuerza de girar sobre sus cojinetes de apoyo, así como en las bielas, se produce un desgaste, que cuando es excesivo obliga a cambiar los cojinetes. Algunas veces se deforman los apoyos del cigüeñal o las muñequillas y, en este caso, se procede a su rectificado y a la colocación de nuevos cojinetes de diámetros minorados.


Se deberá rebajar (rectificar) lo menos posible para que la superficie de apoyo del cojinete no disminuya demasiado, pues a medida que se reduce, aumenta la presión unitaria y, por ello, no debe sobrepasarse una disminución de 1 mm al rectificar. También los cigüeñales se deforman longitudinalmente debido a los esfuerzos de torsión que experimentan. Por todo ello es necesaria una comparación las muñequillas y apoyos, así como un equilibrado del mismo.
El cigüeñal no debe presentar grietas ni hendiduras de ninguna clase. En caso contrario deberá cambiarse por otro nuevo. Una vez hecha esta verificación se procederá a comprobar el desgaste de las muñequillas de biela y apoyos del cigüeñal, para lo cual, deberá disponerse de las medidas st (estándar) de ellos dadas por el fabricante. Este desgaste se comprobará con un micrómetro (figura inferior), efectuando varias medidas en cada muñequilla y en cada apoyo.



Para proceder al rectificado deberá tenerse en cuenta la menor de las lecturas obtenidas y rectificar todas la muñequillas a esa misma medida, pues si no, el cigüeñal gira desequilibrado. Con los apoyos del cigüeñal deberá seguirse idéntico procedimiento aunque pueden rectificarse a distinta minoración que las muñequillas.
En la figura inferior se ve una tabla donde se ven las medidas st (estándar) de un modelo y submedidas correspondientes a los distintos rectificados que pueden efectuarse.
 

Siempre que se observe un desgaste mayor de 0,05 mm deberá procederse a la rectificación. Por ejemplo, se se observase una medida de 47, 6 en una muñequilla y 59,3 en un apoyo, deberán rectificarse todas las muñequillas de biela a submedida de 0,5 mm y los apoyos a 0,75 mm, como puede comprobarse en la tabla.
La tolerancia máxima admitida después de un rectificado es de 0,005 mm.
En relación con el rectificado efectuado, se montaran los cojinetes correspondientes a la submedida.
La operación de rectificado se realiza en maquinas especiales, donde se monta el cigüeñal bien centrado y se procede al rectificado con muelas abrasivas y después a un pulimentado.



Después del rectificado deberá pasarse el control de alineación de los apoyos y muñequillas, para lo cual se colocara el cigüeñal sujeto por los extremos entre puntas y se utilizara un reloj comparador (figura inferior).
La máxima tolerancia admisible es de 0,02 mm. Una vez efectuada esta comprobación deberá controlarse el equilibrado del cigüeñal con el volante de inercia montado en él. Esta operación se realiza en una maquina (balanceadora) y se consigue el equilibrio quitando material donde corresponda, por mediación de vaciados en los contrapesos, o aplicando una pasta especial llamada mastic para sumar peso, también en los propios contrapesos.


Para equilibrar (balancear) un cigüeñal, se registran dos medidas de radio y tres de distancia. Estas mediciones son fáciles de hacer, pero son muy importantes. Se gira el cigüeñal y una pantalla digital indica cual es la corrección de peso que hay que hacer y exactamente en que lugar.
Con el taladro se hace la corrección de peso en la misma balanceadora y se revisa la precisión sin pérdida de tiempo.


👉Rectificado de válvulas y asientos de válvula
Los desgastes entre el vástago de la válvula y su guía, así como las posibles deformaciones del vástago, se comprueban por medio de un reloj comparador, cuyo palpador se pone en contacto con la periferia de la cabeza de la válvula, estando la válvula montada en su alojamiento, tal como se muestra en la figura inferior.
En estas condiciones, se hace girar la válvula sobre su eje, observando si existen desviaciones de la aguja del comparador, en cuyo caso el vástago o cabeza de válvula están deformados y es preciso sustituirla.

La holgura entre el vástago y su guía se comprueba moviendo la válvula lateralmente (figura inferior), para alejarla y acercarla del palpador del comparador. La diferencia de las lecturas obtenidas en ambas posiciones determina el huelgo existente, que en ningún caso debe de sobrepasar los 0,15 mm. Si el huelgo es excesivo, se sustituirá la guía volviendo a realizar la verificación. La tolerancia de montaje entre guía y válvula es de 0,02 a 0,06 mm. En caso de sobrepasarla con la nueva guía, se sustituirá también la válvula.
 

En la válvula puede comprobarse el desgaste del vástago por medio de un micrómetro como se ve en la figura inferior.


La operación de rectificado de los asientos de válvula se efectúa utilizando fresas o muelas abrasivas adecuadas, cuyo ángulo de inclinación coincida con el asiento (generalmente de 45º), y consiste en quitar material del asiento hasta dejarlo completamente liso, de modo que la válvula acople correctamente con el.
Para realizar esta operación se inserta en guía de la válvula una varilla sobre la cual ha de girar la muela. El centrado de la varilla ha de efectuarse con sumo cuidado, pues de ello depende que el rectificado se realice correctamente. La muela se monta en un soporte adecuado, roscada a el, al cual, se transmite movimiento a mano o mediante una maquina eléctrica. El rectificado se realiza haciendo girar la muela siempre a derechas y aplicando ésta sobre el asiento con una pequeña presión.
Finalizada la operación de rectificado, la anchura del asiento queda aumentada y es necesaria reducirla hasta un valor conveniente (generalmente de 1,2 a 2 mm), para lo cual se utilizan fresas de 45 º, 20º y 75º respectivamente. Con la primera de ellas (45º) se quita material de la zona de asiento de la válvula, mientras que con la segunda se hace lo mismo en el cono de entrada y por ultimo con la fresa de 75º se quita material en el cono de salida. Estas fresas se montan sobre los asientos en forma idéntica a las muelas de rectificado y con ellas se consigue, además, dejar el asiento a la altura adecuada, para el mejor acoplamiento de la válvula.




Por cuanto se refiere al rectificado de la válvula, se realiza en una rectificadora universal, en la que el giro simultáneo de la válvula y la muela producen el rectificado.
Durante el trabajo de rectificado deberá quitarse la menor cantidad de material con el fin de no debilitar en exceso la cabeza de la válvula. Es admisible un rectificado de hasta 0,5 mm. Si la cantidad de material a quitar es mayor, debe sustituirse la válvula, aunque actualmente la mayor parte de los fabricantes aconsejan la sustitución imperativamente en caso de defecto de la válvula, estando prohibido el rectificado de la misma.
Finalizada la operación de rectificado de válvulas y asientos, es necesario el esmerilado con el fin de conseguir un mejor acoplamiento entre válvulas y sus asientos, mejorando la estanqueidad en el cierre. Esta operación consiste en frotar alternativamente la cabeza de la válvula contra su asiento, interponiendo entre ambas una pasta de esmeril de grano sumamente fino. En la figura inferior se muestra este proceso, que se realiza con ayuda de una ventosa con mango, fijada en la cabeza de la válvula, a la que se imprime un movimiento alternativo de rotación acompañado de levantamientos sistemáticos de la válvula.



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FUENTE:

https://www.mecanicoautomotriz.org/