Motor con válvula lateral
M.J.D.
jueves, 20 de junio de 2024
MOTORES: NOCIONES ELEMENTALES
NOCIONES ELEMENTALES
CICLO
Se denomina ciclo a una secuencia de transformaciones que llevan un cuerpo de un estado inicial a un estado final.
Si el estado inicial y final del cuerpo son iguales, se le llama ciclo cerrado.
Si el estado inicial y final del cuerpo son diferentes, se le llama ciclo abierto.
Un ciclo puede representarse gráficamente en un diagrama de ejes ortogonales de presión y volumen, donde se muestran las transformaciones sucesivas que experimenta para cambiar de un estado a otro. Si todas las transformaciones del ciclo son reversibles, se considera un ciclo reversible o perfecto. Si alguna de las transformaciones es irreversible, entonces el ciclo es irreversible o imperfecto.
Por lo tanto, en relación con el motor de combustión interna, podemos decir: El ciclo de funcionamiento de un motor de combustión interna es el conjunto de procesos que debe experimentar la mezcla de combustible para convertir la energía térmica del combustible en energía mecánica, la cual se obtiene en el eje del cigüeñal.
FUERZA
La experiencia cotidiana muestra que, mediante ciertos esfuerzos musculares, el ser humano se desplaza o también desplaza los objetos a su alrededor; de esta manera, puede levantar un libro, lanzar una pelota, desplazar una silla, entre otros.
Cuando se observa el movimiento de un objeto inanimado, se infiere sin duda la presencia de una causa externa que provoca dicho movimiento. A esta causa externa se le llama fuerza.
A partir de lo mencionado, definimos que la fuerza es todo aquello que puede generar movimiento en los cuerpos.
Por ejemplo, la presión de la mezcla quemada contra la cabeza del pistón es una fuerza.
La fuerza se mide habitualmente en kilogramos.
Cuando ocurre la explosión de la mezcla dentro del cilindro de un motor, se genera una presión que, en el sistema métrico acordado para nuestro país, se mide en kilogramos por centímetro cuadrado (kg/cm²).
Sabiendo la presión por cm², se puede calcular fácilmente la fuerza total sobre el pistón; solo es necesario conocer la superficie útil del pistón.
Ejemplo: Presión interna: 5 kg/cm².
Superficie del pistón: 100 cm².
La fuerza total de empuje será: F = 5 x 100 = 500 kilogramos.
TRABAJO
Cuando una fuerza desplaza un cuerpo, se produce trabajo.
Por lo tanto, el trabajo es el producto de la fuerza por la distancia recorrida; se mide en kilográmetros y se expresa como: T = F x e.
Un kilográmetro es el trabajo necesario para elevar un peso de un kilogramo a un metro de altura, y se abrevia como Kgm.
Ejemplo: Para elevar a un hombre de 75 kilogramos a 2 metros de altura, se debe realizar un trabajo de: T = F x e = 75 x 2 = 150 Kilográmetros.
La potencia es la cantidad de trabajo realizado por unidad de tiempo. Al examinar la definición de potencia, observamos que es una medida de qué tan rápido se realiza el trabajo.
Mientras que el trabajo es el producto de la fuerza por la distancia (T = F x d), la potencia es el producto de la fuerza por la distancia recorrida en un segundo; y como la distancia recorrida en un segundo es la velocidad, entonces la potencia es la fuerza multiplicada por la velocidad.
La unidad de trabajo es el kilogramo-metro, por lo tanto, la unidad de potencia sería kilogramo-metro por segundo; sin embargo, en la práctica se utiliza el caballo de fuerza (HP) como unidad de potencia.
A través de experimentos prácticos, se determinó que un caballo con fuerza excepcional puede levantar una masa de 75 kilogramos a una velocidad de un metro por segundo.
Por lo tanto, cualquier motor que pueda realizar un trabajo de 75 kilogramo-metros por segundo tiene una potencia de un caballo de fuerza (1 HP).
De esto se deduce que si conocemos el trabajo que realiza un motor en un segundo, es fácil calcular la potencia desarrollada, ya que solo es necesario dividir por 75.
En la clasificación de potencia, distinguimos tres categorías: Potencia teórica, Potencia indicada y Potencia efectiva.
La Potencia teórica de un motor es la que se obtendría si toda la energía térmica del combustible se convirtiera en energía mecánica sin ninguna pérdida.
La Potencia indicada se determina a través del diagrama que se obtiene con el uso de un indicador.
Las fórmulas aplicables son las siguientes:
D _ Diámetro del cilindro, en centímetros.
C - Carrera del pistón, en centímetros.
n Vueltas por minuto del motor, en el momento de obtener el diagrama.
Para motores de doble efecto, n debe reemplazarse en las fórmulas por 2 n.
La potencia efectiva es el trabajo útil realizado en un segundo, concentrado en el extremo del eje del cigüeñal. Es comprensible que la potencia efectiva sea menor que la indicada, ya que en el extremo del eje del cigüeñal obtenemos la potencia utilizable tras descontar todas las pérdidas ocasionadas por diversas causas durante el funcionamiento del motor. Para medir la potencia efectiva de un motor, se dispone de varios elementos, entre ellos el freno por fricción.
NOTA: La unidad de potencia H. P. (siglas en inglés de Horse Power) también se utiliza con frecuencia.
Esta unidad británica corresponde al trabajo necesario para elevar un peso de 33,000 libras británicas (14,968 kilos) a una altura de 12 pulgadas (un pie o 0,3048 metros) en un minuto.
En unidades métricas, esto se traduce en una potencia de: 14,968 x 0,3048 = 4,562 kilogramo-metros por minuto.
El trabajo por segundo es 60 veces menor: 4,500 ÷ 60 = 76 kgm.
Como se observa, existe una diferencia de una unidad entre el C. V. y el H. P., por lo que se debe tener cuidado al expresar la potencia en C. V. o en H. P.
PRINCIPIO DEL FRENO COMO ELEMENTO DE CÁLCULO PARA LA POTENCIA
NOCIONES ELEMENTALES
El freno por fricción más común utilizado para determinar la potencia efectiva de un motor es el Freno de Prony. Su principio de funcionamiento se basa en lograr un equilibrio entre el par motor que se desea medir y otro par conocido (freno).
Su construcción es la siguiente (fig. 2):
Un collar compuesto por una lámina o cinta de acero G.C.H. rodea, con la interposición de tacos de madera Y, la parte superior del volante A, que es un manchón o polea fijada al eje del cigüeñal del motor en prueba.
Dos tornillos pasan a través de la palanca D y en sus extremos llevan las tuercas E y E', que se utilizan para ajustar los tacos de madera Y y la zapata B contra el volante, situada en la parte inferior.
La palanca D está balanceada por el contrapeso Q; y cuando las tuercas E y E' (que sujetan el collar) están sueltas, el freno no ejerce ninguna fuerza y, por lo tanto, debe permanecer horizontal; es decir, en equilibrio.
En el extremo N de la palanca D se encuentra una lámina de hierro doblada en un arco NK con centro en O. Esta configuración asegura que el brazo de palanca LOK de la fuerza P se mantenga constante, ya que evita la variación de la distancia desde el centro O hasta cualquier punto del arco KN.
El platillo M, colgado de K mediante un enlace flexible, se utiliza para colocar los pesos P.
Los topes T y T' sirven para limitar el movimiento de la palanca D.
FUNCIONAMIENTO DEL FRENO DE PRONY
Para usar el freno, primero se debe aislar el motor de cualquier resistencia externa; luego se coloca el freno en el extremo del eje del cigüeñal y se verifica el equilibrio de la palanca D.
Una vez hecho esto, se coloca un número determinado de pesas en el platillo M; se arranca el motor y se ajustan gradualmente las tuercas E y E', hasta que el motor alcance la velocidad deseada.
Luego, se añaden o quitan pesas del platillo hasta que todo el dispositivo esté equilibrado; es decir, hasta que la palanca D esté horizontal y no toque los topes T.
En estas condiciones, el freno proporciona una medida directa del par motor.
Si L es la distancia entre los dos planos verticales que pasan por el eje del cigüeñal y el punto donde se suspende el peso P, el par motor será P x L.
Expresaremos ahora este par motor en términos del trabajo que realiza el motor.
Si F es la fuerza de fricción (desconocida) aplicada en la periferia de radio r; el par motor será igual a F x r, lo que nos da que P x L = F x r.
RENDIMIENTOS
A continuación, se presentan las definiciones de los distintos tipos de rendimientos relevantes para los motores.
A) Rendimiento térmico
Se denomina rendimiento térmico a la relación entre la cantidad de calor convertido en trabajo y la cantidad de calor aportado por el combustible consumido.
El rendimiento térmico teórico es aquel que se calcula matemáticamente, basándose en el diagrama teórico, como la relación entre la cantidad de calor que se convertirá en trabajo por el motor y la cantidad de calor que se suministraría al motor en forma de combustible.
El rendimiento térmico indicado es aquel que se calcula matemáticamente, a partir del diagrama real obtenido del motor, como la cantidad de calor recibido por el motor en forma de trabajo y la cantidad de calor suministrada al motor en forma de combustible.
B) Rendimiento de calidad
Se llama rendimiento de calidad a la relación entre el rendimiento térmico indicado y el rendimiento térmico teórico.
C) Rendimiento mecánico
Se refiere al rendimiento mecánico como la relación entre el trabajo efectivo obtenido y el trabajo perdido debido a las resistencias internas del motor.
D) Rendimiento económico
El rendimiento económico se define como el producto de multiplicar los rendimientos térmicos, de calidad y mecánico.
E) Rendimiento volumétrico
El rendimiento volumétrico de la cilindrada de un motor de cuatro tiempos se refiere a la relación entre el volumen de mezcla que ha entrado en el cilindro durante el período de aspiración y el volumen que debería haber entrado en igual período, pero a la presión atmosférica de 760 mm.
Varios factores influyen en este rendimiento: la construcción del motor, el sistema de distribución, la velocidad del pistón, la superficie de los orificios de aspiración y escape, la carrera de las válvulas de aspiración y escape, si el motor es de 2 o 4 tiempos, la altura del motor sobre el nivel del mar y el lugar donde está instalado el motor.
F) Rendimiento gravimétrico
El rendimiento gravimétrico se refiere a la relación entre el peso de la mezcla que realmente entra en el cilindro y el peso de la mezcla que entraría bajo condiciones normales para el mismo volumen del cilindro.
NOTA: Para entender cómo se pierde la energía calorífica del combustible quemado en el cilindro, se proporcionan los siguientes datos:
- 30% se pierde como calor en el agua de enfriamiento.
- 40% se pierde en los gases de escape.
- 2% es absorbido por la instalación eléctrica.
- 4% se pierde por el rozamiento mecánico interno del motor.
- Disponible en el eje cigüeñal: 24%.
- 4% se pierde por rozamiento en el embrague, la caja de cambios, la transmisión, etc.
- 5% se pierde por la eficiencia de la propulsión.
- Disponible: 15% para superar las fuerzas de rozamiento, la resistencia del aire, etc., que se oponen al movimiento del vehículo.
DEFINICIONES
El diámetro del cilindro es la medida interna de la parte cilíndrica por donde se mueve el pistón en su recorrido alternativo. La abreviatura convencional es: D.
El punto muerto superior es la posición más elevada que puede alcanzar el pistón dentro del cilindro. La abreviatura convencional es: P.M.S.
NOCIONES ELEMENTALES
El punto muerto inferior es la posición más baja que puede alcanzar el pistón dentro del cilindro. La abreviatura convencional es: P.M.I.
La carrera del pistón es la distancia que recorre el pistón al moverse de un punto muerto a otro dentro del cilindro. La abreviatura convencional es: C.
Es importante diferenciar dos tipos de carrera: la descendente y la ascendente.
El radio del brazo del cigüeñal es la distancia desde el centro del perno del brazo del cigüeñal hasta el centro del perno de bancada del eje del cigüeñal. La abreviatura convencional es: r.
La longitud de la biela es la distancia medida desde el centro del perno del brazo del cigüeñal hasta el centro del perno del pistón. La abreviatura convencional es: L.
La relación entre la carrera y el diámetro es el número que resulta de dividir la carrera por el diámetro (ambas medidas en milímetros).
Este valor varía entre 0,8 y 2. La abreviatura convencional es: C/D.
La relación entre la longitud de la biela y la carrera es el número que resulta de dividir la longitud de la biela por la carrera (ambas medidas en milímetros). En los motores comunes varía entre 1,6 y 2,8. La abreviatura convencional es: L/C.
El desplazamiento del pistón es la distancia que recorre desde una posición dada hasta el punto muerto más cercano, cuando el brazo del cigüeñal se desvía un ángulo determinado de la posición correspondiente a ese punto muerto. Se designa comúnmente con la letra X.
La superficie del pistón es el área de la cabeza del pistón que está expuesta a la acción de la mezcla quemada. La superficie útil del pistón se considera como la de un círculo cuyo diámetro es igual al del cilindro.
Fuente:
Maq 306 Motores a Explosión Capítulo 2 Nociones Elementales
miércoles, 12 de junio de 2024
DETERMINACION DEL ORDEN DE TRABAJO DE LOS CILINDROS DE UN MOTOR
MOTORES DE VARIOS CILINDROS. CLASIFICACION
La potencia de un motor está determinada por la cantidad de combustible que se quema en el cilindro.
Si se utiliza un solo cilindro para una potencia específica, este debe ser grande; y a pesar de añadir un volante de inercia grande y pesado, las vibraciones y sacudidas causadas por las explosiones intermitentes no se pueden eliminar completamente, incluso con un sistema de pistón y biela bien equilibrado.
En cambio, si se distribuye la misma potencia entre varios cilindros más pequeños, el funcionamiento del motor será más suave. Esto se debe a que el cigüeñal no recibe toda la fuerza motriz de una vez cada dos giros (en un motor de cuatro tiempos), sino que la recibe de manera distribuida en tantos impulsos como cilindros haya para dividir la potencia. El equilibrio de las partes móviles (bielas y pistones) se puede compensar entre sí. Además, el volante de inercia puede ser más pequeño y ligero, ya que su tarea de estabilizar el motor es menor.
Las ventajas de distribuir la potencia en múltiples cilindros más pequeños llevaron a la necesidad de establecer cómo agruparlos y el orden en que deben operar.
Como resultado, los cilindros se organizan siguiendo ciertas normas, que se resumen de la siguiente manera:
I) DOS CILINDROSA) En línea: Eje cigüeñal con un solo brazo o con dos brazos cigüeñales opuestos (180°) en un mismo plano.
B) Opuestos: Eje cigüeñal con un solo brazo o con dos brazos cigüeñales opuestos a 180°, en un mismo plano.
C) En "V": Eje cigüeñal con un solo brazo y los cilindros con una abertura entre 40° y 60°.
II) TRES CILINDROS
A) En línea: Configuración única adoptada, eje cigüeñal con tres brazos cigüeñales dispuestos a 120° entre sí.
III) CUATRO CILINDROS
A) En línea: Configuración única adoptada, eje cigüeñal con cuatro brazos cigüeñales opuestos dos a dos en un mismo plano.
IV) SEIS CILINDROS
A) En línea: Configuración única adoptada, eje cigüeñal con seis brazos cigüeñales en pares, en distintos planos formando un ángulo de 120° entre ellos. Para un mejor equilibrio, los dos brazos cigüeñales centrales están en un mismo plano; los dos extremos en otro plano a 120°, y los intermedios en un tercer plano.
V) OCHO CILINDROS
A) En línea: Eje cigüeñal compuesto por dos de cuatro cilindros; es decir, uno central de cuatro y en los extremos, medios de otro calados a 90°. Alternativamente, eje cigüeñal compuesto por dos cigüeñales de cuatro cilindros, extremo con extremo, calados a 90° entre sí.
B) En "V": El ángulo entre los dos bloques de cilindros varía entre 75°, 60° o 45°. El ideal es 90° para mayor suavidad en el funcionamiento del motor, aunque resultan más anchos.
Eje cigüeñal compuesto por un eje común de un motor de cuatro cilindros, o por un eje con cuatro brazos cigüeñales dispuestos de la siguiente manera: los brazos 1 y 4 opuestos en un mismo plano y, a 90° de estos, en otro plano, los brazos 2 y 3 opuestos.
VI) DOCE CILINDROS
A) En "V": Eje cigüeñal idéntico al de seis cilindros en línea. Dos grupos de seis cilindros formando un ángulo entre 45° y 85°.
B) En configuración "W": Eje de cigüeñal con cuatro brazos opuestos en un mismo plano. Los cilindros se agrupan de a cuatro, formando ángulos de 60° entre sí, sumando un total de 120°.
La numeración de los cilindros en los motores en línea comienza por el más cercano al punto de manivela. En los motores en "V", existen dos tendencias: en el grupo derecho los números impares y en el izquierdo los pares; o bien, del 1 al 4 en el lado izquierdo y del 5 al 8 en el derecho, comenzando siempre desde el frente del motor.
Para los motores con cilindros opuestos o en "W", no existe una norma establecida para la numeración de los cilindros. Por lo tanto, para evitar cualquier confusión, es recomendable verificar siempre el orden de encendido, que se detalla más adelante.
DETERMINACIÓN DEL ORDEN DE TRABAJO DE LOS CILINDROS
Para entender mejor el funcionamiento conjunto de los distintos cilindros de un motor, representaremos simbólicamente el trabajo de cada cilindro mediante una franja horizontal dividida en cuatro partes iguales, cada una correspondiente a media vuelta del cigüeñal, representando así los cuatro tiempos del ciclo.
La sección negra de la franja simboliza siempre la media vuelta de expansión; es decir, la única media vuelta durante la cual cada cilindro produce un impulso positivo o realiza trabajo mediante la expansión de la mezcla quemada.
A) Motor de dos cilindros en línea con un solo brazo de cigüeñal.
En la figura 49 observamos que los pistones se mueven hacia arriba y hacia abajo simultáneamente. Durante la carrera descendente, mientras un pistón realiza la expansión, el otro aspira la mezcla.
Las explosiones ocurren cada 360º, lo que significa que hay una carrera de expansión por cada giro completo del cigüeñal. B) En un motor de dos cilindros en línea, el cigüeñal tiene dos brazos opuestos a 180º.
En la figura 50, se muestra que cuando el pistón Nº 1 está en el punto muerto superior (P.M.S.), el pistón Nº 2 se encuentra en el punto muerto inferior (P.M.I.).
Con esta configuración del eje cigüeñal, las explosiones ocurren de manera irregular, como se muestra en el diagrama correspondiente. Durante una revolución completa del eje cigüeñal, se producen dos impulsos motores, seguidos por una revolución sin impulsos.
C) Motor de dos cilindros opuestos, eje cigüeñal con dos brazos de cigüeñal opuestos a 180º
Esta configuración (fig. 51) ofrece las mayores ventajas en términos de uniformidad operativa y equilibrio de las masas en movimiento. Ambos pistones se mueven hacia arriba y hacia abajo simultáneamente, de tal manera que la distribución de las fases permite una expansión en cada giro del eje cigüeñal. Por lo tanto, las explosiones ocurren a intervalos regulares.
Actualmente, se utilizan motores de dos cilindros en "V". Ambas bielas están montadas en un único brazo del cigüeñal.
En la figura 52 se observa que cuando el pistón número 1 está en el punto muerto superior (P.M.S.), al cigüeñal le resta recorrer un ángulo de 50º, que es el mismo que forman los dos cilindros, para que el pistón número 2 alcance también el P.M.S.
Si suponemos que el cilindro N° 1 está listo para iniciar la fase de expansión, el cilindro N° 2 debería estar finalizando, por ejemplo, la fase de escape. Es evidente que en el cilindro N° 1 las fases comienzan, según la figura, 50º antes que en el cilindro N° 2. Esto significa que en estos motores los tiempos se realizan desfasados en un ángulo igual al que forman los cilindros entre sí.
El diagrama muestra que hay un ángulo de 410º entre el inicio de la expansión en el primer cilindro y la del segundo, lo que equivale a una vuelta completa más el ángulo entre ambos cilindros. Entre esta y la expansión que se repite en el cilindro N° 1, hay una vuelta completa menos el ángulo entre cilindros, es decir, 310º.
Se deduce que cuanto menor sea el ángulo entre los dos cilindros, más uniforme será el funcionamiento del motor. En la práctica, este ángulo suele ser de aproximadamente 50º.
E) Motores de tres cilindros en línea
El cigüeñal del motor de tres cilindros (fig. 53) consta de tres brazos calados a 120º entre sí para lograr explosiones a intervalos regulares. Dado que en los tres cilindros el ciclo completo de funcionamiento debe ocurrir en dos vueltas del cigüeñal (720º), es claro que entre cada explosión debe haber un intervalo de 720 : 3 = 240º.
Con esta configuración, cuando el brazo del cigüeñal correspondiente al cilindro N° 1 alcanza la posición de P.M.S., al brazo del cigüeñal del cilindro N° 3 le faltan 60º para llegar al P.M.I., y el brazo del cigüeñal del cilindro N° 2 ya ha pasado ese punto por otros 60º.
Al observar el diagrama, se nota que en dos revoluciones del eje cigüeñal ocurren tres expansiones o impulsos motrices, separados por intervalos de 60º. El secuencia de encendido es 1-3-2.
F) Motores de cuatro cilindros en línea
El diseño común del eje cigüeñal es el mostrado en la figura 54, donde los brazos del cigüeñal están alineados en un mismo plano y dispuestos a 180º entre sí, lo que facilita su fabricación y proporciona un equilibrio adecuado de las masas en movimiento.
Con un motor de cuatro cilindros en línea, es posible lograr una explosión cada 180º, o sea, en cada media vuelta del cigüeñal.
Las expansiones o impulsos motrices ocurren continuamente, sin intervalos.
Por lo tanto, el motor de cuatro cilindros en línea es el primero en ofrecer un arrastre constante.
Cuando los pistones 1 y 4 se encuentran en el punto muerto superior (P.M.S.), los pistones 2 y 3 están en el punto muerto inferior (P.M.I.). Así, en cada media vuelta del cigüeñal, siempre hay un cilindro en expansión.
El orden de encendido es 1-2-4-3. Como se muestra en la figura 55, con el mismo cigüeñal, el orden de encendido en un motor de cuatro cilindros en línea también puede ser 1-3-4-2.
G) Motores de seis cilindros en línea
El motor de seis cilindros en línea, representado en la figura 56, se puede considerar como la unión de dos motores de tres cilindros en línea.
Los seis brazos del cigüeñal están dispuestos en pares, formando un ángulo de 120º entre cada par.
Las explosiones ocurren cada 120º de rotación. El intervalo entre ellas es menor que la duración del impulso motor o expansión, que es de 180º; esto significa que cuando un cilindro comienza la expansión, el cilindro anterior aún no ha completado su propia expansión (ver diagrama). Durante un ángulo de 60º, las expansiones de dos cilindros se solapan.
Para un mejor equilibrio, los dos brazos del cigüeñal centrales (cilindros 3 y 4) están siempre en el mismo plano; los brazos de los cilindros 2 y 5, en otro plano, y los brazos de los cilindros extremos (1 y 6), en un tercer plano.
Si se observa el eje del cigüeñal de frente con los brazos del cigüeñal 1 y 6 en el punto muerto superior (P.M.S.), y los brazos del cigüeñal 2 y 5 a la izquierda y los 3 y 4 a la derecha, como muestra la figura, se dice que el cigüeñal gira a la derecha. Esta configuración es la más común en los motores de seis cilindros.
El orden de encendido debe asegurar que las explosiones ocurran alternadamente entre el grupo de los tres cilindros delanteros (1-2-3) y el grupo trasero (4-5-6), para lograr una mayor uniformidad en el funcionamiento.
Existen dos secuencias de encendido posibles para este tipo de cigüeñal: 1-5-3-6-2-4 o 1-4-2-6-3-5.
Ambas secuencias son adecuadas; sin embargo, se prefiere la primera ya que proporciona una distribución de fuerzas más equilibrada sobre el cigüeñal.
H) Motores de ocho cilindros en línea
En estos motores se pueden emplear diversas configuraciones de eje cigüeñal; sin embargo, la más común es la que se construye como un eje cigüeñal de cuatro cilindros situado entre las mitades de otro eje cigüeñal de cuatro cilindros, desplazado 90 grados, tal como muestra la figura 57.
Hay una explosión cada 720° dividido por 8, lo que equivale a 90° de rotación del eje del cigüeñal; es decir, cada cuarto de vuelta, lo que implica que durante esos 90° siempre hay dos cilindros en funcionamiento.
El par motor es mucho más regular que en los motores con menor número de cilindros, resultando en una marcha más suave y uniforme.
El orden de encendido mostrado en el cuadro es el comúnmente utilizado en los motores de este tipo, y las explosiones ocurren en el siguiente orden: 1-6-2-5-8-3-7-4.
I) Motores de ocho cilindros en "V"
Los motores de ocho cilindros utilizados en aviación y automóviles consisten en dos conjuntos de cuatro cilindros, donde los planos que atraviesan los ejes de los cilindros de cada conjunto forman un ángulo de 60º a 90º entre sí. El eje del cigüeñal es similar en forma al de un motor de cuatro cilindros, pero cada brazo del cigüeñal es más ancho para acomodar dos bielas.
Los brazos del cigüeñal están dispuestos a 90º, como muestra la figura 58, ya que es el único diseño de cigüeñal que permite la construcción de motores perfectamente equilibrados, lo que lo hace preferido en la actualidad.
En la figura 58 se muestra el esquema del orden de encendido de un motor de ocho cilindros en "V". El bloque de la izquierda comprende los cilindros 1-2-3-4 y el de la derecha los cilindros 5-6-7-8. A partir de esta disposición, se establece el siguiente orden de encendido: 1-5-4-8-6-3-7-2.
FUENTE:
Maq 306 Motores a Explosión Capítulo 6 Determinación del Orden de Trabajo
viernes, 10 de mayo de 2024
Código PBIP
Protección marítima - Código PBIP
Luego de los ataques terroristas contra los Estados Unidos de Norteamérica llevados a cabo el 11 de septiembre de 2001, la Organización Marítima Internacional (OMI) declaró su determinación de trabajar, junto a los países interesados, para impedir que el transporte marítimo se convierta en blanco del terrorismo internacional y de otros actos ilícitos.Durante el mes de diciembre de 2002 se aprobaron una serie de medidas que resultaron enmiendas al Convenio Internacional para la Seguridad de la Vida Humana en el Mar (SOLAS 74), en sus Capítulos V y XI, culminando con la adopción del “Código Internacional para la Protección de los Buques y de las Instalaciones Portuarias” (Código PBIP), que entró en vigor a partir del 1º de julio de 2004.
La Organización Marítima Internacional no había intentado regular hasta el momento mediante un Convenio obligatorio de la talla del SOLAS, aspectos relativos a la Seguridad Pública en Buques y Puertos, definidos en su traducción como protección marítima.
“La protección marítima y de los puertos” es un tema estrechamente vinculado con la creación de espacios en materia de seguridad para el desarrollo económico y comercial de nuestro país y en un mismo sentido al ser esta Autoridad Marítima “Autoridad Designada” para la aplicación del Código PBIP es generadora de la Conciencia del Dominio Marítimo en la Nación.
En el orden internacional es un asunto preocupante por lo que la comunidad internacional, se ha decidido prevenir cualquier acto de esta naturaleza que constituya una amenaza a la paz y a la seguridad global.
Esta preocupación fue lo suficientemente sólida como para impulsar a la comunidad marítima internacional y generarle las herramientas normativas necesarias para tratar de desterrar esta clase de hechos, instalando el concepto de sistema integral globalizado, para con los buques, pasajeros, tripulación, carga e instalaciones portuarias.
Esta preocupación por la seguridad de los buques y puertos tiene antecedentes remotos, afines a la Prefectura a partir de nuestra condición de Fuerza de Seguridad especializada en ámbitos portuarios y navegatorios. Entre las amenazas a la seguridad se incluyen también, además del terrorismo, actos ilícitos como piratería, ataques armados, migración ilegal, polizones y contrabando de armas, tráfico de drogas, trata de personas, etc.
La protección contra el terrorismo y otros ilícitos deja de ser desde ahora un hecho aislado para transformarse en un problema global que requiere atención global y solución global.
Sucintamente, las enmiendas contemplan modificaciones en el equipamiento de a bordo, la inclusión de un registro sinóptico continuo, aceleración de la entrada en vigor del sistema de identificación automático de buques, grabado del número OMI de identificación del buque, equipo de alerta de protección del buque, y fundamentalmente la adopción del Código de Protección de los Buques y de las Instalaciones Portuarias, hechos que implican la ejecución de planes de protección a bordo de los buques y de las instalaciones portuarias.
En el Código de Protección han aparecido nuevas figuras, tales como: el Oficial de Protección de la Compañía, el Oficial de Protección del Buque y el Oficial de Protección de la Instalación Portuaria cuya capacitación y adiestramiento está a cargo de la Institución y de Organizaciones de Protección Reconocidas. Estos actores tienen la responsabilidad de desarrollar e implementar los planes de protección que aprueba y certifica la Prefectura, de modo que la participación Institucional es de vital importancia en este proceso.
Entre las medidas adoptadas por nuestra Organización, tras los trágicos sucesos de 2001, está la creación del Departamento Protección Marítima y Puertos dentro de la órbita de la Dirección de Policía de Seguridad Judicial y Sumarios, la cual se renombra luego como Dirección de Policía Judicial, Protección Marítima y Puertos, encargada de la aplicación y control en jurisdicción nacional del Código PBIP en aquellas facilidades portuarias alcanzadas por la citada normativa internacional.
Podemos citar además la implementación de Sistemas de Control de personas, cargas y equipajes en las terminales de pasajeros; la reasignación de medios fluviales y aéreos para incrementar las actividades de vigilancia y prevención del delito; controles documentales tempranos a los buques que arriban; incorporación de nuevas tecnologías en los sistemas para el control del tráfico marítimo; encuestas de protección sobre eventuales amenazas u otros hechos ilícitos a los capitanes de los buques; instrucción y adiestramiento sobre control de equipajes, detección de explosivos, uso de scanners y arcos detectores de metales; capacitación sobre asistencia al turista y en general medidas que apuntan a plasmar el concepto de “seguridad integral” tendiente a responder la requisitoria de la comunidad internacional en esa materia.
Como parte del proceso de toma de conciencia de esta cultura de la seguridad en nuestro ámbito de actuación, se expuso la temática general ante otros organismos afines como ser Aduana, Migraciones, Cámaras Navieras y portuarias, Consorcios de Gestión de Puertos y Representantes Sindicales.
Previo a la entrada en vigor del Código PBIP se dictaron cursos para el personal Superior de la Institución, formándolos como Auditores de Protección del Buque y de las Instalaciones Portuarias al igual que Instructores del Código de PBIP con la misión de desarrollar el proceso de implementación de las nuevas medidas y asesorar al sector administrado, tarea que a la fecha se desarrolla sin pausa.
En la actualidad se continúan perfeccionando los procesos necesarios para la ejecución del sistema. Se han confeccionado las normas reglamentarias pertinentes (Ordenanzas); la instrumentación de nuevos cursos, seminarios, conferencias, visitas de evaluación a instalaciones portuarias, e interacción con otros organismos del estado vinculados al sector portuario.
Entre las conclusiones a que hemos de arribar se aprecia en primer lugar “que la globalización exige a los países en desarrollo colocarse a la altura de los estándares internacionales incluyendo la cuestión seguridad, aspecto que no será variable de ajuste”. La seguridad se ha constituido en un factor decisorio para la continuidad del comercio exterior, afectado a las personas que operan a bordo en la interfaz buque-puerto. La adopción de los recaudos de seguridad contemplados entre nuevas medidas marca la diferencia entre los que pueden pertenecer, o no al mundo del comercio internacional naviero.
Esta razón obliga a la Prefectura a contribuir al proceso con la mayor calidad y de la forma más eficiente posible.
Desde el punto de vista de la industria marítima, resulta vital conocer con claridad los propósitos. Debemos generar confianza en que las respuestas de seguridad se corresponden a nivel de amenaza a partir de una forma sensata y sistemática en su medición.
El Convenio es aplicable en términos generales a buques denominados “SOLAS” y a las instalaciones portuarias que operen con tales buques. No obstante, está librado a los Gobiernos Contratantes extender el alcance de estas medidas a otros buques e instalaciones no captados inicialmente por la normativa, en la medida que afecten el nivel de protección deseado. Todo este esfuerzo destinado a cumplir las exigencias internacionales en materia de protección marítima obliga a nuestro sistema portuario a adecuarse a las exigencias internacionales y ajustar su nivel de protección para permitirle desarrollar nuestro comercio internacional.
Fuentes:
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Convenio SOLAS
SOLAS: CONVENIO INTERNACIONAL PARA LA SEGURIDAD DE LA VIDA HUMANA EN EL MAR, 1974
Entre todos los convenios internacionales dedicados a la seguridad marítima, el más destacado es el Convenio Internacional para la Seguridad de la Vida Humana en el Mar (SOLAS), también uno de los más antiguos, con su primera versión adoptada en una conferencia en Londres en 1914. Desde entonces, se han celebrado otros cuatro convenios SOLAS: el segundo en 1929, vigente desde 1933; el tercero en 1948, vigente desde 1952; el cuarto en 1960, bajo los auspicios de la OMI, vigente desde 1965; y la versión actual, aprobada en 1974 y vigente desde 1980. Los convenios SOLAS han abordado numerosos aspectos de la seguridad marítima. La versión de 1914, por ejemplo, contenía capítulos sobre la seguridad de la navegación, construcción, radiotelegrafía, dispositivos de salvamento y prevención de incendios, temas que aún se mantienen en la versión de 1974.
En Argentina, la PREFECTURA NAVAL ARGENTINA originó la ORDENANZA Nº 06/03 (DJPM) TOMO 8 “RÉGIMEN POLICIAL” de Buenos Aires, el 03 de julio de 2003, estableciendo NORMAS PARA LA IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA INTEGRAL DE PROTECCIÓN PORTUARIA.
Mediante esta Ordenanza, la Prefectura Naval Argentina definió los requisitos que las Instalaciones Portuarias, sujetas al Código PBIP, deben cumplir para obtener su Declaración de Cumplimiento. Asimismo, para aquellos elementos del Sistema Portuario Argentino no incluidos en dicho instrumento internacional, se debe obtener un Documento Nacional de Protección para certificar el cumplimiento de los estándares de protección portuaria establecidos para el país. Estos documentos se emiten con una validez de cinco años, condicionados a verificaciones anuales.
miércoles, 14 de febrero de 2024
UREA PARA CAMIONES
Funcionamiento de los motores Diesel
Los motores Diesel no encienden la mezcla de aire y combustible mediante una chispa. La mezcla se comprime hasta que el aire se calienta y causa que el combustible explote. Este proceso produce más calor y presión que los valores típicos en los motores a gasolina.
Emisiones de los motores Diesel
El aire está compuesto de alrededor de un 78% de nitrógeno. Bajo las condiciones extremas de calor y temperatura halladas dentro de los motores Diesel, el nitrógeno se combina con oxígeno para formar peligrosos óxidos de nitrógeno (NO y NO2, conocidos colectivamente como NOx). Las emisiones de NOx contribuyen a formar smog, reducir el contenido de oxígeno del agua, y también juegan un importante rol en la formación de lluvia ácida.
Inyección de urea
La urea es un compuesto orgánico comúnmente hallado en la orina de los mamíferos. El compuesto controla el nivel de nitrógeno en la sangre uniéndose con la molécula de NOx y volviéndola inofensiva. Este compuesto produce el mismo efecto cuando es inyectado en el flujo de escape rico en NOx de un motor Diesel, reduciendo las emisiones peligrosas hasta en un 80% (en el caso del sistema Mercedes BlueTec).
Los motores Diesel no encienden la mezcla de aire y combustible mediante una chispa. La mezcla se comprime hasta que el aire se calienta y causa que el combustible explote. Este proceso produce más calor y presión que los valores típicos en los motores a gasolina.
Emisiones de los motores Diesel
El aire está compuesto de alrededor de un 78% de nitrógeno. Bajo las condiciones extremas de calor y temperatura halladas dentro de los motores Diesel, el nitrógeno se combina con oxígeno para formar peligrosos óxidos de nitrógeno (NO y NO2, conocidos colectivamente como NOx). Las emisiones de NOx contribuyen a formar smog, reducir el contenido de oxígeno del agua, y también juegan un importante rol en la formación de lluvia ácida.
Inyección de urea
La urea es un compuesto orgánico comúnmente hallado en la orina de los mamíferos. El compuesto controla el nivel de nitrógeno en la sangre uniéndose con la molécula de NOx y volviéndola inofensiva. Este compuesto produce el mismo efecto cuando es inyectado en el flujo de escape rico en NOx de un motor Diesel, reduciendo las emisiones peligrosas hasta en un 80% (en el caso del sistema Mercedes BlueTec).
La urea para camiones es una solución nitrogenada que se utiliza para reducir las emisiones de óxido de nitrógeno (NOx) en los motores diésel y cumplir con los estándares ambientales. La urea se inyecta en el flujo de escape del motor diésel, donde se convierte en amoníaco y reacciona con los gases de escape para convertir el NOx en nitrógeno y vapor de agua. El sistema SCR (reducción catalítica selectiva) basado en urea es la única tecnología disponible que puede eliminar suficiente NOx del escape de diésel para cumplir con los estrictos límites impuestos por la Agencia de Protección Ambiental (EPA) de los Estados Unidos.
Ha habido cierta confusión en la industria automotriz sobre qué es exactamente la urea y cómo se utiliza en el fluido de escape diésel (DEF) y AdBlue. Dado que aparece en una variedad de productos cotidianos que usamos, sin mencionar que nuestros cuerpos lo produce naturalmente, no es de extrañar que haya habido malentendidos en el mercado.
La urea de grado comercial, que se compone de amoníaco sintético y dióxido de carbono cuando se somete a altas temperaturas, se puede producir en forma líquida o sólida y se usa en fertilizantes y el DEF. Para fines de DEF, se produce generalmente en forma de grano y se transporta en súper sacos o vagones a granel.
¿Qué diferencia hay entre el DEF y el AdBlue?
¡Ambos son urea automotriz! La única diferencia es que en Estados Unidos se le denomina fluido de escape diesel (DEF), mientras que en Europa se le conoce como AdBlue (nombre registrado). Los dos se encargan de reducir el NOx hasta en un 90%, incluso pueden disminuirlo a niveles cercanos a cero cuando se usan en combinación con la tecnología de filtro de partículas diésel.
El DEF y AdBlue son un fluido acuoso de urea 32 (AUS 32), una solución clara de nitrógeno al 32.5% de urea de alta pureza en agua desmineralizada. Las soluciones de urea son seguras de manejar, afirman los fabricantes.
El nitrógeno es el componente principal del aire que respiramos y es inofensivo para el medio ambiente, al igual que el agua. Adicionalmente, la mayoría de los motores diésel modernos usan SCR en combinación con la recirculación de gases de escape para reducir las emisiones.
¿Qué significa SCR?
En primer lugar, la reducción selectiva de catalizadores (SCR) no es una tecnología nueva, a pesar de que la EPA solo lo haya ordenado en la última década. Ha existido durante casi medio siglo y se utilizó por primera vez en la industria de generación de energía para reducir los óxidos de nitrógeno de las centrales eléctricas de carbón.
El sistema SCR basado en urea es la única tecnología disponible que puede eliminar suficiente NOx del escape de diésel para cumplir con los estrictos límites impuestos por la Agencia de Protección Ambiental (EPA) de los Estados Unidos.
¿Cómo funciona una SCR?
El gas de escape caliente y el DEF (o AdBlue) ingresan al convertidor catalítico donde la urea de estos fluidos y el gas de escape reaccionan con una variedad de compuestos metálicos para convertir el dióxido de nitrógeno y el monóxido en nitrógeno y agua.
¿Con cuanta frecuencia debería llenar el tanque de Adblue o DEF?
Quítate la idea de que tener un sistema SCR junto con un tanque adicional para la urea no es para nada económico. No tendrás que llenar dicho tanque todo el tiempo. Solo deberás hacerlo cada vez que cambies el aceite o dependiendo de tus hábitos de manejo o la duración de tus viajes.
¿Qué es la urea?
La urea es un compuesto químico formado por nitrógeno y carbono que se encuentra de forma natural en el organismo de los mamíferos. También se puede producir de forma sintética a partir de amoníaco y dióxido de carbono. La urea que se utiliza en los camiones se conoce como AdBlue o ARLA 32 y se trata de una solución acuosa al 32,5% de urea de alta pureza.
¿Cómo funciona la urea en los camiones?
La urea se almacena en un depósito independiente del combustible y se inyecta en el sistema de escape del camión mediante un dosificador. Al entrar en contacto con el catalizador SCR, la urea se descompone en amoníaco y dióxido de carbono.
El amoníaco reacciona con los óxidos de nitrógeno y los transforma en nitrógeno y agua, que son gases inocuos para el medio ambiente. De esta forma, se logra reducir hasta en un 90% las emisiones de NOx.
¿Por qué es importante la urea en los camiones?
La urea en los camiones y su funcionamiento es importante por varias razones:
✓ Contribuye a cumplir con las normas ambientales vigentes, como la Euro 6, que establecen límites cada vez más estrictos para las emisiones de NOx.
✓ Mejora el rendimiento del motor, ya que permite optimizar la combustión y reducir el consumo de combustible.
✓ Protege el sistema de escape, evitando la formación de depósitos y obstrucciones que puedan afectar al funcionamiento del catalizador SCR.
¿Cómo cuidar la urea en los camiones?
Para garantizar el correcto funcionamiento de la urea en los camiones, es necesario seguir algunas recomendaciones:
✓ Revisar periódicamente el nivel de urea y rellenar el depósito cuando sea necesario. El camión cuenta con un indicador luminoso que avisa cuando el nivel está bajo.
✓ Utilizar solo urea homologada y certificada, como la que ofrece Cummins de los Andes, que cumple con las especificaciones técnicas requeridas.
✓ Almacenar la urea en un lugar fresco, seco y protegido de la luz solar directa, ya que puede deteriorarse con el calor o la exposición a los rayos UV.
✓ No mezclar la urea con otros líquidos ni contaminarla con impurezas, porque puede dañar el sistema SCR o provocar averías.
✓ No vaciar el depósito de urea ni desconectar el dosificador, puesto que puede generar una alerta en el tablero y limitar la potencia del motor.
La urea es un elemento clave para el funcionamiento de los camiones que utilizan tecnología SCR, ya que permite reducir las emisiones contaminantes y mejorar el rendimiento del motor.
Recomendamos seguir estas pautas para un uso adecuado y el cuidado de la urea en los camiones equipados con sistemas SCR:
✓ Primero, es fundamental utilizar urea de calidad y asegurarse de que el Diesel Exhaust Fluid (DEF) se almacene en un ambiente fresco y seco, protegido de la luz solar directa.
✓ Se debe evitar la mezcla de DEF con otros productos químicos, ya que esto puede afectar su integridad. Es esencial contar con un tanque de urea adecuado y mantenerlo limpio para evitar la obstrucción de los inyectores.
✓ Es importante realizar un seguimiento regular del nivel de urea y recargarlo antes de que se agote por completo, para garantizar un funcionamiento óptimo del sistema SCR.
Siguiendo estas recomendaciones se puede garantizar una correcta utilización de la urea y maximizar los beneficios en términos de rendimiento y reducción de emisiones en los camiones.
FUENTES:
https://www.fuso.com.pe/blog/que-es-urea-para-camiones/
https://cummins.cumandes.com/potencia/importancia-de-la-urea-en-los-camiones-y-como-funciona/
https://alianzaflotillera.com/urea-su-importancia-en-el-autotransporte/
https://www.puromotores.com/13180680/como-se-utiliza-la-urea-en-los-motores-diesel#google_vignette
¿Qué significa SCR?
En primer lugar, la reducción selectiva de catalizadores (SCR) no es una tecnología nueva, a pesar de que la EPA solo lo haya ordenado en la última década. Ha existido durante casi medio siglo y se utilizó por primera vez en la industria de generación de energía para reducir los óxidos de nitrógeno de las centrales eléctricas de carbón.
El sistema SCR basado en urea es la única tecnología disponible que puede eliminar suficiente NOx del escape de diésel para cumplir con los estrictos límites impuestos por la Agencia de Protección Ambiental (EPA) de los Estados Unidos.
¿Cómo funciona una SCR?
El gas de escape caliente y el DEF (o AdBlue) ingresan al convertidor catalítico donde la urea de estos fluidos y el gas de escape reaccionan con una variedad de compuestos metálicos para convertir el dióxido de nitrógeno y el monóxido en nitrógeno y agua.
¿Con cuanta frecuencia debería llenar el tanque de Adblue o DEF?
Quítate la idea de que tener un sistema SCR junto con un tanque adicional para la urea no es para nada económico. No tendrás que llenar dicho tanque todo el tiempo. Solo deberás hacerlo cada vez que cambies el aceite o dependiendo de tus hábitos de manejo o la duración de tus viajes.
¿Qué es la urea?
La urea es un compuesto químico formado por nitrógeno y carbono que se encuentra de forma natural en el organismo de los mamíferos. También se puede producir de forma sintética a partir de amoníaco y dióxido de carbono. La urea que se utiliza en los camiones se conoce como AdBlue o ARLA 32 y se trata de una solución acuosa al 32,5% de urea de alta pureza.
¿Cómo funciona la urea en los camiones?
La urea se almacena en un depósito independiente del combustible y se inyecta en el sistema de escape del camión mediante un dosificador. Al entrar en contacto con el catalizador SCR, la urea se descompone en amoníaco y dióxido de carbono.
El amoníaco reacciona con los óxidos de nitrógeno y los transforma en nitrógeno y agua, que son gases inocuos para el medio ambiente. De esta forma, se logra reducir hasta en un 90% las emisiones de NOx.
¿Por qué es importante la urea en los camiones?
La urea en los camiones y su funcionamiento es importante por varias razones:
✓ Contribuye a cumplir con las normas ambientales vigentes, como la Euro 6, que establecen límites cada vez más estrictos para las emisiones de NOx.
✓ Mejora el rendimiento del motor, ya que permite optimizar la combustión y reducir el consumo de combustible.
✓ Protege el sistema de escape, evitando la formación de depósitos y obstrucciones que puedan afectar al funcionamiento del catalizador SCR.
¿Cómo cuidar la urea en los camiones?
Para garantizar el correcto funcionamiento de la urea en los camiones, es necesario seguir algunas recomendaciones:
✓ Revisar periódicamente el nivel de urea y rellenar el depósito cuando sea necesario. El camión cuenta con un indicador luminoso que avisa cuando el nivel está bajo.
✓ Utilizar solo urea homologada y certificada, como la que ofrece Cummins de los Andes, que cumple con las especificaciones técnicas requeridas.
✓ Almacenar la urea en un lugar fresco, seco y protegido de la luz solar directa, ya que puede deteriorarse con el calor o la exposición a los rayos UV.
✓ No mezclar la urea con otros líquidos ni contaminarla con impurezas, porque puede dañar el sistema SCR o provocar averías.
✓ No vaciar el depósito de urea ni desconectar el dosificador, puesto que puede generar una alerta en el tablero y limitar la potencia del motor.
La urea es un elemento clave para el funcionamiento de los camiones que utilizan tecnología SCR, ya que permite reducir las emisiones contaminantes y mejorar el rendimiento del motor.
Recomendamos seguir estas pautas para un uso adecuado y el cuidado de la urea en los camiones equipados con sistemas SCR:
✓ Primero, es fundamental utilizar urea de calidad y asegurarse de que el Diesel Exhaust Fluid (DEF) se almacene en un ambiente fresco y seco, protegido de la luz solar directa.
✓ Se debe evitar la mezcla de DEF con otros productos químicos, ya que esto puede afectar su integridad. Es esencial contar con un tanque de urea adecuado y mantenerlo limpio para evitar la obstrucción de los inyectores.
✓ Es importante realizar un seguimiento regular del nivel de urea y recargarlo antes de que se agote por completo, para garantizar un funcionamiento óptimo del sistema SCR.
Siguiendo estas recomendaciones se puede garantizar una correcta utilización de la urea y maximizar los beneficios en términos de rendimiento y reducción de emisiones en los camiones.
FUENTES:
https://www.fuso.com.pe/blog/que-es-urea-para-camiones/
https://cummins.cumandes.com/potencia/importancia-de-la-urea-en-los-camiones-y-como-funciona/
https://alianzaflotillera.com/urea-su-importancia-en-el-autotransporte/
https://www.puromotores.com/13180680/como-se-utiliza-la-urea-en-los-motores-diesel#google_vignette
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