manual componentes motores diesel 3406b caterpillar

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Lección 2: Componentes de los Motores Diesel Caterpillar Lección 2: Componentes de los Motores Diesel Caterpillar Introducción: Caterpillar diseña y construye motores diesel de cuatro tiempos, para satisfacer las exigencias de los equipos Caterpillar y de una amplia variedad de equipo de otros fabricantes. Para realizar en forma eficaz el diagnóstico, la reparación y el servicio del motor Caterpillar, es necesario tener un conocimiento completo de los principios de operación y de la construcción de los motores diesel. Objetivo: Al terminar esta lección, el estudiante podrá identificar los componentes del motor diesel y explicar sus principios de operación. Material de consulta: El Libro del Motor LSBQ9801 Introducción a los Motores Diesel TSCB6005

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  • Leccin 2: Componentes de los Motores DieselCaterpillar

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    Introduccin:

    Caterpillar disea y construye motores diesel de cuatro tiempos, parasatisfacer las exigencias de los equipos Caterpillar y de una ampliavariedad de equipo de otros fabricantes.

    Para realizar en forma eficaz el diagnstico, la reparacin y elservicio del motor Caterpillar, es necesario tener un conocimientocompleto de los principios de operacin y de la construccin de losmotores diesel.

    Objetivo:

    Al terminar esta leccin, el estudiante podr identificar loscomponentes del motor diesel y explicar sus principios de operacin.

    Material de consulta:

    El Libro del Motor LSBQ9801Introduccin a los Motores Diesel TSCB6005

  • Unidad 1 1-2- 2 Fundamentos del motorLeccin 2

    NOTA: Use la publicacin El Libro del Motor (LSBQ9801).

    Revise lo siguiente:

    Principios de combustin externa (pgs. 1 a 5)Principios de combustin interna (pg. 6)Operacin del motor de gasolina (pg. 17)Construccin del motor (pgs. 17 a 24)Operacin del motor diesel (pgs. 24 a 27)Sistema de inyeccin de combustible (pgs. 28 a 36)Sistema de enfriamiento (pgs. 37 a 41)Sistema de lubricacin (pgs. 42 a 45)Sistema de admisin de aire (pgs. 46 a 49)

    NOTA: Use la publicacin Introduccin a los Motores Diesel(TSCB6005).

    Revise lo siguiente:

    Operacin del motor diesel de cuatro tiempos (pgs. 4 a 5)Componentes bsicos (pgs. 5 a 15)Especificaciones de rendimiento (pgs. 16 a 18)

  • Unidad 1 1-2- 3 Fundamentos del motorLeccin 2

    Esta presentacin revisar los componentes y los sistemas principalesdel motor diesel 3406B Caterpillar.

    Fig. 1.2.1 Motor 3406B Caterpillar

    Motor 3406B Caterpillar

    Gracias a sus aos de experiencia en motores diesel, Caterpillar tienela tecnologa necesaria para disear y construir motores de altacalidad, que ofrecen un rendimiento mximo a costos totales bajospara el cliente. Las consideraciones de diseo especficos del Motor3406B incluyen:

    Confiabilidad

    Facilidad de servicio

    Larga vida til antes del reacondicionamiento general

    Costos bajos de reacondicionamiento general

    Flexibilidad en las aplicaciones

    Economa de combustible

    Control del aceite

    Rendimiento

    Caterpillar siempre se ha caracterizado por sus motores de altaresistencia y calidad, y esta caracterstica est presente en el Motor3406B. El 3406B es un motor diesel para servicio pesado que secaracteriza por tener 6 cilindros en lnea, un calibre de 5,4 pulgadas,una carrera de 6,5 pulgadas y una cilindrada de 893 pulgadas cbicas.

  • Unidad 1 1-2- 4 Fundamentos del motorLeccin 2

    Los principales componentes del motor se vern, ahora, con detalle.

    Fig. Fig. 1.2.2 Bloque de motor

    Bloque de motor

    El bloque de motor es uno de los principales componentes del motordiesel que requiere mxima resistencia. Para suministrar estaresistencia, el bloque se funde a precisin, usando una combinacinde aleaciones especiales.

    Fig. Fig. 1.2.3 Culata

    Culata

    El diseo de la culata le brinda una excelente resistencia estructural yrigidez. Pruebas rigurosas de choque de ciclo trmico profundoaseguran larga duracin y proveen culatas con mayor resistencia a lasfisuras.

    La plancha espaciadora de aluminio o de acero usada entre la culata yel bloque elimina la necesidad de abocardados profundos en el bloqueque, de otro modo reduciran la integridad estructural del bloque y lodejaran propenso a la fisura.

  • Unidad 1 1-2- 5 Fundamentos del motorLeccin 2

    Fig. 1.2.4 Cigeal del Motor 3406B

    Fig. 1.2.5 Cigeal del Motor 3406C

    Cigeal del Motor 3406C

    En el Motor 3406C, el tamao de los cojinetes de biela se haincrementado significativamente (en un rea de 19%). Estos cojinetesms anchos permiten extender la carga sobre un rea superficial msgrande, lo cual disminuye dramticamente la carga sobre el cojinete yprolonga as su vida til. En la figura se muestra un cojinete de bielaanterior en un cigeal nuevo del Motor 3406C, donde se veclaramente la mayor rea del nuevo cojinete. Este cambio ademsaumenta el grosor de la pelcula de aceite en 50% y permite que elMotor 3406C tenga la mayor capacidad de cojinete de biela enmotores de este tipo y elimina as los cojinetes de rodillos que slotienen la mitad de la vida til en comparacin con el nuevo cojinete.

    Cigeal del Motor 3406B

    El cigeal es una pieza forjada de acero al carbn, templada en sutotalidad. Algunos otros fabricantes de motores diesel hacen slo eltemplado de los muones y ngulos del cigeal usando el mtodo deinduccin. Este proceso puede dejar tensiones inadecuadas en ellmite entre las reas templadas y las no templadas. El proceso detemplado total de la superficie del cigeal patentado por Caterpillarprovee un cigeal ms resistente y de mayor duracin. Con lasuperficie del cigeal templada en su totalidad, se reduce el riesgode que el cigeal se fisure.

  • Unidad 1 1-2- 6 Fundamentos del motorLeccin 2

    Fig. 1.2.6 Bielas

    Bielas

    Las bielas de aleacin de acero y boro forjado, templadas y sometidasa disparo granallado, brindan un mayor alivio de las tensiones deesfuerzo. El diseo de bordes biselados provee una mayor rea decontacto entre el pasador y el cilindro durante la carrera de potencia.El resultado es mayor resistencia y duracin del pistn y del conjuntode la biela.

    En el nuevo Motor 3406C la biela es ms grande y resistente, eincluye un cojinete de biela ms grande. En efecto, en los motorespara servicio pesado de su clase, el cojinete de biela del Motor 3406Ces el que tiene mayor capacidad de transportar carga. Al distribuir lacarga del encendido sobre una mayor rea superficial, mejoran lacapacidad de transporte de carga, la fiabilidad del cojinete y la vidatil en todas las clasificaciones del motor.

  • Unidad 1 1-2- 7 Fundamentos del motorLeccin 2

    Fig. 1.2.7 Pistones

    Pistones

    Los pistones son piezas decisivas en el diseo, vida til y rendimientogeneral del motor. El pistn de tres anillos del Motor 3406BCaterpillar es una pieza forjada de aleacin de aluminio, con unabanda forjada de hierro-nquel para los anillos de compresin. Labanda de hierro-nquel da mayor dureza y resistencia al desgaste delas ranuras.

    El diseo del pistn de tres anillos suministra una excelentecompresin y control de aceite, lo cual reduce la friccin y lageneracin de calor. Esto resulta en una vida ms larga del pistn,anillos y camisas, y reduce los costos de reacondicionamiento generaldel motor.

    Los anillos del pistn se fabrican de hierro nodular que brindanmayor resistencia y duracin. El anillo del aceite y el anillointermedio son cromados, mientras que el anillo superior tiene unacapa de plasma. Ambos tipos de anillos tienen excelentes propiedadesde resistencia al desgaste y al rayado.

  • Unidad 1 1-2- 8 Fundamentos del motorLeccin 2

    Fig. 1.2.8 Camisas

    Fig. 1.2.9 Vlvulas

    Vlvulas

    Las vlvulas de admisin y escape del Motor 3406B son de altaresistencia para permitir una larga vida til. Se usan tres materiales enlas vlvulas de escape. El vstago se fabrica de acero inoxidabletemplado. Una aleacin especial se usa en las cabezas para proveerresistencia a altas temperaturas. Las caras de los asientos se fabricande estelita para dar resistencia al desgaste por alta temperatura. Lascabezas y los vstagos de las vlvulas de admisin son de aceroinoxidable templado, para proveer mayor resistencia al desgaste.

    Camisas

    Las camisas se fabrican con una aleacin de hierro y molibdenoforjado, que la proveen de un margen extra de dureza. En lasuperficie interna de la camisa, templada por induccin, se imprimeun diseo de patrn transversal que ayuda al control de aceite. Lossellos anulares sellan la camisa con la cavidad del refrigerante delbloque. Una banda de la camisa sella la parte superior. Como elmotor es rgido, estos sellos permanecen en su ubicacin ysuministran un excelente sellado de la camisa.

  • Unidad 1 1-2- 9 Fundamentos del motorLeccin 2

    Fig. 1.2.10 Insertos de asiento de vlvula

    Fig. 1.2.11 rbol de levas

    rbol de levas

    El rbol de levas se fabrica de una aleacin de acero especial, forjadoy templado para dar mayor seguridad y duracin. El engranaje delrbol de levas se calienta y se prensa durante la instalacin.

    Insertos de asiento de vlvula

    Si se desgastan o se daan los asientos de vlvula, los insertos deasiento de vlvula se deben reemplazar. Los insertos de la vlvula deadmisin se fabrican con aleaciones de acero inoxidable, y los de lavlvula de escape, con aleaciones a base de nquel.

    Cada vlvula posee un rotador que mueve la cara de la vlvula tresgrados con relacin a su asiento durante un ciclo completo del motor.Esto asegura un desgaste uniforme que permite una vida ms larga dela vlvula y ayuda a evitar que las vlvulas se quemen.

  • Unidad 1 1-2- 10 Fundamentos del motorLeccin 2

    Fig. 1.2.12 Retardador BrakeSaver

    Fig. 1.2.13 Sistema de combustible

    Sistema de combustible

    En el motor 3406B se usa un sistema de combustible de alta presinde inyeccin directa con bomba helicoidal. El sistema es muyeficiente ya que permite una corta duracin de la inyeccin y unapulverizacin excelente del combustible, lo que da como resultadobajas emisiones y mayor economa de combustible.

    Retardador BrakeSaver

    El Motor 3406B tiene un retardador hidrulico BrakeSaver optativoque suministra un frenado eficiente, silencioso y suave del vehculo.El retardador BrakeSaver desarrolla una capacidad de retardacin de360 HP y mantiene la temperatura normal del motor en descensosprolongados. La operacin del retardador hidrulico BrakeSaversuministra un engrane suave y gradual, lo cual reduce el riesgo depatinaje o coleo del vehculo.

    Al aliviar los frenos de servicio del desgaste severo causado por elfrenado en los descensos prolongados, el retardador BrakeSaverprolonga la vida til del revestimiento de los frenos, tambor yneumticos, y reduce as los costos de mantenimiento.

  • Unidad 1 1-2- 11 Fundamentos del motorLeccin 2

    Fig. 1.2.14 Inyector de combustible

    Fig. 1.2.15 Bomba de inyeccin de combustible

    Bomba de inyeccin de combustible

    Las bombas de combustible individuales de tipo helicoidal para cadacilindro no requieren balanceo y mantienen la eficiencia decombustible sin necesidad de ajustes peridicos.

    Inyector de combustible

    Los inyectores de combustible pueden reemplazarse en el campo. Lapunta de seis orificios pulveriza el combustible de presin alta en lacmara de combustin, lo cual permite as una completa y eficientecombustin.

  • Unidad 1 1-2- 12 Fundamentos del motorLeccin 2

    Fig. 1.2.16 Avance de la sincronizacin de inyeccin de resorte/hidrulico

    Fig. 1.2.17 Avance de la sincronizacin de inyeccin hidrulica

    Avance de la sincronizacin de inyeccin hidrulica

    Se introdujo un avance de la sincronizacin de inyeccin hidrulicadoble en los Motores 3406B, Serie 4MG3600 y siguientes. En estesistema el avance y el retraso del mecanismo de avance de lasincronizacin se hacen de forma hidrulica usando el aceite delmotor. Una vlvula de carrete accionada por contrapesos controla elflujo de aceite en el mecanismo de sincronizacin. Este sistema,completamente hidrulico, tiene una capacidad de avance desincronizacin de inyeccin de 12 grados.

    Avance de la sincronizacin de inyeccin de resorte/hidrulico

    El mecanismo de avance de sincronizacin de la inyeccin sensible ala velocidad del motor optimiza el rendimiento y el arranque delmotor. En los primeros Motores 3406B se usaba un sistema deresorte/hidrulico. Con el aumento de la velocidad del motor, elavance de la sincronizacin de la inyeccin se hace en formahidrulica usando el aceite del motor. A medida que la velocidad sereduce, un resorte grande empuja el mecanismo de sincronizacinhacia la posicin de retardacin. El sistema resorte/hidrulico tieneuna capacidad de avance de sincronizacin de nueve grados.

  • Unidad 1 1-2- 13 Fundamentos del motorLeccin 2

    Fig. 1.2.18 Regulador

    Fig. 1.2.19 Turbocompresor

    Turbocompresor

    El rendimiento de los turbocompresores del Motor 3406B se ajusta alas diferentes clasificaciones de potencia. Su diseo de inercia bajareacciona rpidamente a las demandas de carga, mientras suministrapotencia nominal plena en los lmites apropiados de altitud para laaplicacin del motor, lo que significa mejoras en la eficiencia de lacombustin y mayor trabajo til por galn de combustible.

    Regulador

    El Motor 3406B Caterpillar se caracteriza por tener un regulador degama plena. El regulador de accionamiento hidrulico mantieneprcticamente constante la velocidad sobre un terreno ondulado, enforma similar al control de la velocidad automtica de losautomviles. Esto reduce los cambios de velocidad y de aceleracin,lo que da como resultado mejoras en el tiempo de viaje y menosfatiga del conductor.

  • Unidad 1 1-2- 14 Fundamentos del motorLeccin 2

    Fig. 1.2.20 Ubicacin de los componentes del motor

    Fig. 1.2.21 Ubicacin de los componentes del motor

    Ubicacin de los componentes del motor

    En el lado derecho del motor se encuentran las siguientes piezas:

    Turbocompresor

    Mltiple de escape

    Filtro de aceite

    Enfriador de aceite

    Conjunto del respiradero y tubo

    Ubicacin de los componentes del motor

    Algunas piezas ubicadas en la parte delantera del motor son:

    Tapa de mando del compresor de aire

    Tapa del avance de la sincronizacin

    Amortiguador de vibracin

    Bomba de refrigerante

    Ubicacin de los componentes

  • Unidad 1 1-2- 15 Fundamentos del motorLeccin 2

    Fig. 1.2.22 Ubicacin de los componentes del motor

    Fig. 1.2.23 Enfriador de aceite de la transmisin

    Ubicacin de los componentes del motor

    Ubicados al lado izquierdo del motor estn:

    Compresor de aire

    Tuberas de inyeccin

    Bomba de cebado manual

    Ubicacin del motor de arranque

    Filtro de combustible

    Bomba de transferencia de combustible

    Bomba de inyeccin de combustible

    Dependiendo de la aplicacin del motor, puede haber una disposicindiferente para el filtro de combustible y la bomba de cebado. Enalgunos motores tambin puede haber un posenfriador.

    Enfriador de aceite de la transmisin

    Si se usa, el enfriador de aceite de la transmisin est instalado en ellado derecho del motor.

  • NOTAS

  • Ejercicio en clase

    Usando las hojas Introduccin a los Motores Diesel (TSCB6005) y El Libro del Motor(LSBQ9801) escriba la funcin de los siguientes componentes.

    Bloque de motor:

    Cigeal:

    Biela:

    Pistn:

    Anillos de pistn:

    Pasador de pistn:

    Cojinetes:

    Camisa:

    Turbocompresor:

    Varilla de empuje:

    Levantavlvulas:

    rbol de levas:

    Vlvulas:

    Balancn:

    Culata:

    Inyector de combustible:

    Posenfriador:

    Amortiguador de vibracin:

    Co

    pia

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    Unidad 1 - 1 - Fundamentos del MotorCopia del Estudiante - Ejercicio 1.2.1

  • NOTAS