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Introducción
Este modelo 3D ilustra un motor diésel de combustión interna de cuatro tiempos. El motor está diseñado para camiones, furgonetas y vehículos de carga, y no para automóviles de pasajeros pequeños. Todos los componentes principales de un motor de combustión de cuatro tiempos de este tamaño se presentan en el modelo. A continuación, se ofrece un resumen de cada parte del motor seguido de una descripción detallada.
Partes del Motor Explicadas
Un motor de combustión de cuatro tiempos consta de las siguientes partes principales:
- Balancín – actúa sobre el puente de válvulas o el vástago de la válvula.
- Juego de Taqués – espacio entre la punta de la válvula y el balancín.
- Resorte de Válvula – devuelve las válvulas a la posición cerrada cuando el balancín no aplica fuerza.
- Inyector de Combustible – inyecta combustible.
- Tubo de Entrada de Combustible – transfiere combustible al inyector de combustible.
- Válvula de Admisión – permite la entrada de aire al espacio de combustión.
- Válvula de Escape – permite la salida de gases de escape del espacio de combustión.
- Boquilla del Inyector de Combustible – rocía combustible atomizado en el espacio de combustión.
- Volumen de Despeje – el volumen calculado entre el punto muerto superior y la parte superior del cilindro.
- Volumen Barrido – el volumen basado en el recorrido del pistón y el área del diámetro del cilindro.
- Volumen del Cilindro – el volumen total dentro del cilindro.
- Diámetro del Cilindro – el diámetro interno del cilindro.
- Relación de Compresión – un cálculo basado en las relaciones de volumen dentro del cilindro. Los motores de gasolina tienen una baja relación de compresión (6-9:1) mientras que los motores diésel tienen relaciones de compresión más altas (14-20:1).
- Punto Muerto Superior (PMS) – el punto más lejano de tránsito de un pistón hacia las válvulas de entrada y escape.
- Varilla de Empuje – transfiere la fuerza del lóbulo del árbol de levas al balancín.
- Cabeza del Pistón – la parte superior del pistón.
- Ranuras de los Anillos del Pistón – donde se ubican los anillos del pistón dentro del pistón.
- Anillos del Pistón – se utilizan para sellar el espacio entre el pistón y el revestimiento del cilindro.
- Carrera – la distancia que recorre el pistón desde el punto muerto inferior (PMI) hasta el punto muerto superior (PMS).
- Pistón – el pistón.
- Falda del Pistón – la falda del pistón (puede ser corta o larga).
- Pasador del Pistón / Pasador de Bulón / Pasador de Muñón – la conexión entre el pistón y la biela.
- Pared del Cilindro – el límite del espacio de combustión (también llamado a veces revestimiento del cilindro).
- Revestimiento del Cilindro – la superficie interna del cilindro.
- Árbol de Levas – se utiliza para controlar el tiempo del motor, como la inyección de combustible y el tiempo de las válvulas; impulsado por el cigüeñal.
- Leva / Lóbulo de Leva – presiona contra los taqués para accionar el/los balancín(es).
- Seguidor de Leva – es empujado por la leva y transfiere el movimiento a la varilla de empuje.
- Punto Muerto Inferior (PMI) – el punto más cercano que un pistón alcanza al cigüeñal.
- Sistema de purga de aire del sistema de agua de refrigeración.
- Filtro de Combustible
- Tensador de Correa
- Bomba de Agua de Refrigeración
- Filtro de Respiración del Cárter
- Enfriador de Aire
- Turbocompresor
- Motor de Arranque
- Cárter del Motor
- Cubierta del Balancín
Componentes del Motor (Detallado)
Válvula de Purga de Aire del Agua de Refrigeración
La válvula de purga de aire se utiliza para ventilar el aire a la atmósfera. Es necesario ventilar el aire después de rellenar el sistema de agua de chaqueta. El aire en el sistema puede reducir la transferencia de calor y causar cavitación en la bomba de agua de chaqueta.
Filtro de Aceite de Lubricación
El aceite de lubricación se filtra continuamente para evitar que las partículas metálicas dañen las partes del motor (revestimientos de cilindros, anillos del pistón, etc.).
El combustible se filtra para evitar que partículas no combustibles entren en el espacio de combustión; estas partículas pueden corroer las partes del motor y bloquear los orificios de pulverización del inyector de combustible (cambiando el patrón de pulverización y reduciendo la eficiencia del motor).
Tensador de Correa
El tensador de correa asegura que la correa no se afloje a medida que se estira con el tiempo; también facilita el reemplazo de la correa (retire el tensador y la correa se puede quitar fácilmente).
Bomba de Agua de Refrigeración/Chaqueta
La bomba de agua de refrigeración (o 'agua de chaqueta') circula agua de chaqueta a través del motor y tiene dos propósitos. Asegura que el calor se disipe uniformemente a través del motor y la circulación de agua de chaqueta permite la eliminación del calor generado por el motor.
Correa Principal
La transmisión de la correa principal se utiliza para transferir energía mediante una correa. La transmisión principal permite que una pequeña cantidad de la potencia total del motor se utilice para accionar auxiliares como la bomba de agua de chaqueta y el alternador, etc.
Tensador de Correa
El tensador de correa asegura que la correa no se afloje a medida que se estira con el tiempo; también facilita el reemplazo de la correa (retire el tensador y la correa se puede quitar fácilmente).
Enfriador de Aire de Carga / Intercooler
El aire de carga (aire comprimido) se enfría para aumentar la densidad del aire. El aumento de densidad significa que hay más oxígeno disponible para la combustión por espacio volumétrico.
La densidad del aire no debe ser demasiado alta, de lo contrario se formará humedad.
Filtro de Respiración del Cárter
El vapor de aire/aceite se ventila desde el cárter. El aceite del vapor se separa y se drena de nuevo al cárter, el aire se expulsa. La separación del aceite reduce las pérdidas de aceite y disminuye los costos operativos generales.
Descarga de Aire Comprimido del Turbocompresor
El aire comprimido a menudo se denomina 'aire de carga'.
Comprimir el aire permite aumentar la densidad de oxígeno por espacio volumétrico. Más oxígeno por ciclo de ignición está disponible para la combustión y, por lo tanto, se puede liberar más energía por ciclo de combustión.
Entrada de Aire del Turbocompresor
El aire ambiente se aspira al compresor del turbocompresor debido a la diferencia de presión creada por el compresor cuando está en movimiento.
Compresor de Aire del Turbocompresor
El aire ambiente se comprime mediante el compresor de aire del turbocompresor para aumentar la densidad del aire utilizado para la combustión.
El aumento de la densidad del aire proporciona un aumento de la densidad de oxígeno y esto permite liberar más energía por ciclo de combustión.
Conjunto Rotativo del Cubo Central (CHRA)
El eje y los rodamientos que conectan la turbina de gases de escape del turbocompresor y el compresor de aire del turbocompresor están alojados dentro del conjunto rotativo del cubo central (CHRA).
Turbina de Gases de Escape del Turbocompresor
Los gases de escape de la cámara de combustión impulsan una turbina de gases de escape. La turbina de gases de escape está conectada en un eje común al compresor de aire.
Descarga de Escape
Después de la turbina de gases de escape, el gas de escape se descarga y expulsa a la atmósfera.
Nota: Un tubo conectaría el escape del turbocompresor a la atmósfera (no se muestra aquí). También se puede usar un silenciador para reducir el ruido.
Eje de Transmisión
El eje de transmisión conecta el motor con el receptor de potencia previsto. Normalmente, se instalará una caja de cambios o un embrague como intermediario; esto permite un mayor control de cómo se utiliza la potencia del motor.
Un volante almacena energía rotacional y resiste cambios en la velocidad de rotación. Esencialmente, un volante es un disco de metal pesado que suaviza los ciclos de combustión del motor. La cantidad de energía almacenada en el volante es la raíz cuadrada de su velocidad de rotación.
Bloque del Motor / Bloque de Cilindros
El bloque del motor alberga los componentes internos del motor. Los canales dentro del bloque se utilizan para distribuir agua de chaqueta para la refrigeración.
Solenoide del Motor de Arranque
Un solenoide acopla el engranaje del motor de arranque con el volante al recibir una señal de arranque. Un resorte desacopla el engranaje nuevamente para que no se dañe cuando el motor gira a revoluciones más altas.
Motor de Arranque
El motor de arranque es un motor eléctrico utilizado para girar el motor al recibir una señal de arranque. No es posible arrancar el motor sin el motor de arranque, ya que el motor debe estar en movimiento antes de la inyección de combustible.
Tornillo de Drenaje del Cárter del Motor
El aceite de lubricación del motor se puede drenar aquí. En algún momento, el aceite necesitará ser cambiado, esto se hace evidente debido al cambio de color (de claro a marrón oscuro). Los cambios de aceite están regulados por horas de servicio o un intervalo de tiempo especificado.
Cárter/Depósito de Aceite de Lubricación
El aceite de lubricación se almacena en el cárter/depósito de aceite.
Tubo de Succión de Aceite de Lubricación
El tubo de succión conecta el cárter y la bomba de aceite de lubricación (lado de succión).
Colector de Descarga de Escape
El gas de escape de los cilindros de combustión se descarga en el colector de gases de escape. A veces se utiliza un colector de escape común para todos los cilindros, pero no siempre.
Cubierta del Balancín
La cubierta del balancín encierra los balancines. Es necesario encerrarlos ya que están lubricados por salpicadura y operan a velocidades relativamente altas.
Recursos Adicionales
https://en.wikipedia.org/wiki/Four-stroke_engine
https://en.wikipedia.org/wiki/Internal_combustion_engine
https://www.uti.edu/blog/motorcycle/how-4-stroke-engines-work