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Sistema de admisión y escape de aire en motores diésel

Motores diésel caterpillar
by

Daniel Fernández

on 5 June 2014

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Transcript of Sistema de admisión y escape de aire en motores diésel

Sistema de admisión y escape
en motores diésel
Sistema de admisión de aire
Sistema de escape de aire
La finalidad es orientar el aire hasta la parte interna del motor. Algunos motores poseen Turbocompresor que puede hacer ingresar aire a presión hacia los cilindros.
Básicamente es una turbina movida por los gases de escape unida por un eje a un compresor que comprime el aire de la admisión de manera que entra mas cantidad.
Turbo

El objetivo es conocer como funciona el sistema de admisión y escape de un motor diésel.

Ver el funcionamiento de un turbo.

Complementado con fotografías y vídeos del proceso.
Conclusión
En este trabajo de investigación se pudo conocer como funciona el sistema de admisión, escape y turbo compresión.
Objetivos
Gracias por su atención
Es el encargado de proporcionar aire limpio después de pasar por los filtros de polvo para realizar la combustión, el sistema de escape elimina el calor y los gases de la combustión
El objetivo del sistema de admisión y escape de aire
TIPOS DE FILTROS

Filtro de aire con baño de aceite

El elemento filtrante esta formado por una malla sumergida en aceite, provoca baja restricción al flujo de aire.
El aire ambiente de trabajo es generalmente rico en polvo, el cual esta compuesto de partículas de piedra, arcilla, material orgánico y compuestos químicos.

Al entrar al motor rallan y deterioran sus partes internas que se mueven con poca holgura.

se adhiere al aceite de engrase, creando una pasta esmeril que desgasta los cilindros y pistones: Fuga de gases, perdida de presión y potencia.

Desgasta los cojines de la biela, del cigüeñal y árbol de levas.

Filtro de aire en seco

El cuerpo del filtro lleva una taza inferior sujetada por un mecanismo que le permita vaciar el polvo.
El filtro de papel se encaja en dos cilindros porosos y una tapa sólida que impide el paso del aire.
Filtro de dos tapas

Se tiene una combinación de ambos tipos para mejorar la limpieza del aire y reducir la restricción al flujo de aire.

Sensores MAF y MAP

Uno de los sensores más importantes es el MAF / MAP (medidor de flujo de aire) instalado en el colector de admisión de aire.

En primer lugar permite aclarar algunos conceptos básicos.
MAP
= "Presión Absoluta del Colector". Un sensor MAP mide la presión en el colector de admisión.

MAF
= "Masa del Flujo de Aire". Un sensor MAF mide la cantidad de aire que entra al motor.

Por ejemplo, si el pedal del acelerador es presionado más abajo, esto abrirá el cuerpo del acelerador y permitirá pasar más aire al motor.
La ECU (control de inyección de combustible) inyectará más combustible entonces, de acuerdo con el aumento de aire que está pasando al motor, con el fin de mantener la normal relación aire / combustible. El MAF / MAP se utiliza para determinar el flujo de entrada de aire.

En algunos vehículos, especialmente vehículos modernos motores diésel common rail, para aumentar el ahorro de combustible utilizando el HHO tecnología, tenemos que ajustar la señal que viene del MAP / MAF, utilizando para ello el funcionamiento de nuestra caja de control electrónico - MAF / MAP
MAF
MAP
¿Cómo funciona el turbo?
El turbo tiene 2 partes, el compresor y la turbina. Esta última va montada en una caracola. Los gases de escape del motor salen por el múltiple de escape hacia la caracola del turbo y los hace pasar por la turbina haciéndola girar a 150.000 RPM o más.
El compresor va conectado a la turbina mediante un eje lubricado por aceite y enfriado por agua en algunos turbos. Este compresor toma el aire de admisión desde el filtro de aire, lo comprime a una presión determinada y lo arroja hacia las mangueras de admisión que llevan el aire hacia el motor.

¿Para qué sirve el Intercooler?

El aire, al ser comprimido, se calienta y pierde densidad; es decir, en un mismo volumen tenemos menos masa de aire, por lo que es capaz de quemar menos combustible y, en consecuencia, se genera menos potencia. Además, al aumentar la temperatura de admisión aumenta el peligro de detonación, picado, o autoencendido y se reduce la vida útil de muchos componentes por exceso de temperatura, y sobreesfuerzos del grupo térmico.
¿Qué es el “turbo lag”?
Lag significa “retardo” en inglés. El “turbo lag” es el tiempo que se demora en cargar presión el turbo desde el momento que se pisa a fondo. Este término es muy subjetivo, ya que el mismo turbo tendrá mucho más lag si lo pisamos a 2000 RPM que a 4000 RPM, además también depende de cuanta presión queremos que el turbo cargue, por ejemplo, no es el mismo tiempo que se demora un turbo en cargar 0.5 Bar de presión que lo que se demora en cargar 1.5 Bar de presión.

TIPOS DE TURBOS
Un turbocargador no funciona de igual manera en distintos regímenes de motor. A bajas revoluciones, el turbocargador no ejerce presión porque la escasa cantidad de gases no empuja con suficiente fuerza. Un turbocompresor más pequeño evita la demora en la respuesta, pero ejerce menos fuerza a altas revoluciones. Distintos fabricantes de motores han diseñado soluciones a este problema.
• Un
"biturbo"
: es un sistema con dos turbocargadores de distinto tamaño. A bajas revoluciones funciona solamente el pequeño, debido a su respuesta más rápida, y el grande funciona únicamente a altas revoluciones, ya que ejerce mayor presión.
• Un
"biturbo en paralelo"
o "twin turbo": es un sistema con dos turbocargadores pequeños de idéntico tamaño. Al ser más pequeños como si fuera un turbocargador único, tienen una menor inercia rotacional, por lo que empiezan a generar presión a revoluciones más bajas y se disminuye la demora de respuesta.
• Un
"turbocargador asimétrico"
consiste en poner un solo turbocargador pequeño en una bancada (la delantera en el motor V6 colocado transversalmente) dejando la otra libre. La idea no es conseguir una gran potencia, sino que la respuesta sea rápida. Este sistema fue inventado por el fabricante sueco Saab y utilizado en el Saab 9-5 V6
• Un
"biturbo secuencial"
se compone de dos turbocargadores idénticos. Cuando hay poco volumen de gases de escape se envía todo este volumen a un turbocompresor, y cuando este volumen aumenta, se reparte entre los dos turbocargadores para lograr una mayor potencia y un menor tiempo de respuesta. Este sistema es utilizado en el motor Wankel del Mazda RX-7.
• Un
"turbocargador de geometría variable"
(VTG): consiste en un turbocompresor que tiene un mecanismo de "aletas" llamadas álabes móviles que se abren y cierran haciendo variar la velocidad de los gases de escape al entrar en la turbina. A menor caudal de gases de escape (bajas revoluciones) se cierra el paso entre los álabes provocando que los gases aumenten la velocidad al entrar en la turbina; a mayor caudal (altas revoluciones) necesitamos más paso y estos se abren. Esto nos permite tener una presión de trabajo muy lineal en todo el régimen de trabajo del turbocargador. En motores diésel es muy común pero en motores de gasolina solo Porsche ha desarrollado un turbo que soporta más de 1000 °C en el modelo Porsche 911 turbo (2007).
Para disminuir esta problemática se interpone entre el turbocompresor y la admisión un "intercambiador de calor" o "intercooler". Este sistema reduce la temperatura del aire, con lo que se aumenta la densidad de éste, que se introduce en la cámara de combustión.
En el lado negativo, los intercambiadores de calor provocan una caída de presión, por lo que se disminuye la densidad del aire, aunque en muchos casos es necesario instalar uno para evitar la detonación o auto ignición.
• Existen tres tipos de intercoolers:

1. Aire/aire: en estos el aire comprimido intercambia su calor con aire externo.
2. Aire/agua: el aire comprimido intercambia su calor con un líquido que puede ser refrigerado por un radiador o, en algunas aplicaciones, con hielo en un depósito ubicado en el interior del coche.
3. Criogénicos: se enfría la mezcla mediante la evaporación de un gas sobre un intercambiador aire/aire.
Las válvula EGR eléctricas se caracterizan por no tener que utilizar una bomba de vacío para su funcionamiento por lo que trabajan de forma autónoma. Estas válvulas actúan de una forma muy similar al dispositivo "variador de avance de inyección" que utilizan las "bombas electrónicas" que alimentan a los motores de inyección directa diésel (TDi). Constan de un solenoide que actúa al recibir señales eléctricas de la UCE cerrando o abriendo un paso por el que recirculan los gases de escape. El mayor o menor volumen de gases a recircular viene determinada por la UCE, que tiene en cuenta ciertos parámetros como: la velocidad del coche, la carga y la temperatura del motor.
La válvula EGR eléctrica cuenta con un pequeño sensor de posición (1) en su interior que informa a la UCE en todo momento, la posición que ocupa el elemento que abre o cierra el paso de la recirculación de los gases de escape. Este tipo de electroválvula no se resiente de la depresión, por tanto puede abrirse con cualquier carga motor y con cualquier depresión en el colector. Interviene con temperatura liquido motor 55ºC, temperatura aire aspirado > 17 ºC y régimen motor incluido entre 1500 y .5600 (según las características del motor).
Para la compensación de la presión en la válvula durante las fases de regulación existe una comunicación directa (6) hacia la presión del aire del entorno a través del filtro de aire.

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