Manual Teórico-Práctico del Módulo Autocontenido Transversal. Mantenimiento de Sistemas de Enfriamiento

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1 Colegio Nacional de Educación Profesional Manual Teórico-Práctico del Módulo Autocontenido Transversal Mantenimiento de Sistemas de Enfriamiento PARA LAS CARRERAS DE PROFESIONAL TÉCNICO-BACHILLER EN: Automotriz Motores a Diesel e- Educación-Capacitación cbcc Basadas en Competencias Contextualizadas Capacitado por Conalep Colegio Nacional de Educación Profesional Automotriz y Motores a Diesel 1

2 Colegio Nacional de Educación Profesional PARTICIPANTES Director General José Efrén Castillo Sarabia Secretario Académico Marco Antonio Norzagaray Director de Diseño Curricular de la Formación Ocupacional Gustavo Flores Fernández Coordinador de Área: Jaime Gustavo Ayala Arellano Grupo de Trabajo para el Diseño del Módulo Especialistas de Contenido AMIME Asociación Mexicana de Ingenieros Mecánicos y Electricistas Revisor de contenido José Guadalupe Olvera Yáñez Revisión Pedagógica Virginia Morales Cruz Revisores de la Contextualización Agustín Valerio Guillermo Armando Prieto Becerril Automotriz y Motores a Diesel 2

3 Áreas: Mantenimiento e Instalación Manual del curso módulo Autocontenido Transversal Mantenimiento de Sistemas de Enfriamiento. Carreras: Automotriz y Motores a Diesel. D.R CONALEP. Prohibida la reproducción total o parcial de esta obra, incluida la portada, por cualquier medio sin autorización por escrito del CONALEP. Lo contrario representa un acto de piratería intelectual perseguido por la Ley Penal. E-CBCC Av. Conalep No. 5, Col. Lázaro Cárdenas, C. P Metepec, Estado de México. Automotriz y Motores a Diesel 3

4 Índice Participantes I. Mensaje al alumno 10 II. Como utilizar este manual 11 III. Propósito del curso módulo autocontenido 14 IV. Normas de competencia laboral 15 V. Especificaciones de evaluación 16 VI. Mapa curricular del curso módulo autocontenido 17 UNIDAD I SELECCIÓN DE EQUIPO Y HERRAMIENTA Identificar el equipo y herramienta a utilizar en la reparación del sistema, describiendo sus características Introducción al Sistema de Enfriamiento. Principios. Características Identificación y aplicación de la herramienta utilizada. Aritmética: - Operaciones básicas. - Manejo de fracciones. Álgebra: - Números enteros y fraccionarios. - Positivos y negativos. Geometría: - Ángulos y longitudes. - Áreas y volúmenes. Técnicas básicas de utilización de herramienta y equipo. Utilización de herramienta básica. Sistemas de Unidades y Medidas. - Sistema Métrico decimal. - Sistema Inglés. - Sistema Internacional de Unidades. Conversión de unidades Equipo de Taller. Eléctrico. Equipo de soldadura: - De arco eléctrico. - Autógena. - Oxiacetilénica. Hidráulico. Neumático. Automotriz y Motores a Diesel 4

5 Equipos especiales. Instrumentos de Medición y de prueba: - Manómetros. - Densímetros Explicar la importancia de la seguridad y la higiene en el trabajo identificando los factores que la afectan, así como los reglamentos que la respaldan Seguridad en el Trabajo. Reglamento. Identificación de riesgos. Prevención de riesgos. Supervisión. Seguridad Industrial. - Ubicación de áreas de trabajo. - Códigos utilizados Higiene en el trabajo. Medidas. Reglamentos. Factores que la afectan Accidentes de Trabajo. Manejo del equipo de seguridad. Uso de aire comprimido. Manejo de extinguidores Equipo de protección Almacenamiento, manejo y disposición de productos. Por tipo de producto. Por sus características. UNIDAD II VERIFICACIÓN Y DIAGNÓSTICO DE FALLAS DEL SISTEMA Identificar los componentes y características del sistema de enfriamiento, en base a su funcionamiento Principios de funcionamiento. Física: Automotriz y Motores a Diesel 5

6 Temperatura: - Radiación. - Convección. Escalas de Temperatura: - Absolutas. - Relativas. Hidráulica: - Transferencia de temperatura en líquidos. Termodinámica. - Conceptos: fisuras y fugas. - Vacío, Presión. - Presión atmosférica. Sistemas herméticos. Colegio Nacional de Educación profesional Técnica Tipos de Sistemas de Enfriamiento. Por aire. Por líquido Componentes del Sistema enfriado por líquido. Ventilador radial. Radiadores. Bomba de agua. Motoventiladores. Termostatos. Mangueras. Banda. Tapones de expansión del monoblock. Refrigerante y Anticongelante. - Características físicas y químicas de refrigerantes. - Mezcla agua-refrigerante: Puntos de ebullición. Punto de congelación. Precauciones Componentes y características del sistema enfriado por aire. Aletas disipadoras de calor. Enfriadores de aceite. Ventiladores. Conductos de aire Realizar la verificación y el diagnóstico de fallas del sistema determinando su reparación, en el manual del fabricante Tipos de verificación. Consulta del manual del fabricante. Hermeticidad. Al ventilador. Al embrague del ventilador. Al radiador. De circulación de líquido. Automotriz y Motores a Diesel 6

7 Concentración de refrigerante. Colegio Nacional de Educación profesional Técnica Diagnóstico de fallas. Termostato. Fugas. Ventilador. Moto ventilador. Al ventilador auxiliar del radiador de aceite de la caja de velocidades. Bomba de agua. UNIDAD III MANTENIMIENTO AL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO Realizar el desmontado y desarmado del sistema de acuerdo con el procedimiento establecido por el fabricante Procedimiento para desmontar y desarmar el sistema de enfriamiento. De sistema de aire De sistema de líquido Manual de fabricante Revisión del funcionamiento de componentes. Manual de fabricante. Pruebas Limpieza de componentes. Métodos. Productos de limpieza Realizar las reparaciones y ajustes al sistema de acuerdo con las fallas detectadas respetando las especificaciones del fabricante Reemplazo de componentes Por daños. Por recomendación del fabricante Reparación de fugas del sistema. Reemplazando piezas. Por soldadura Técnicas de soldadura Oxiacetilénica. Automotriz y Motores a Diesel 7

8 Arco eléctrico. Metales y Aleaciones utilizados. Colegio Nacional de Educación profesional Técnica Reparación de radiadores aplicando soldadura Determinación de fugas. Desensamble de tanques. Reparación del núcleo del radiador. Verificación de la reparación realizada Técnicas de limpieza de un radiador obstruido Con varillas. Con agua a presión. Recomendaciones del fabricante. Verificación de flujo Procedimiento de Armado y montado del sistema. Manual del fabricante. De sistema de aire. De sistema de líquido Ajustes Finales. Bandas. Abrazaderas. Anticongelante. Recomendaciones Operaciones circunstanciales. Avellanado de tubos. Extracción de tornillos. Reconstrucción de cuerdas Supervisión de la calidad de las reparaciones realizadas. Métodos de supervisión. Técnicas de calidad Evolución tecnológica de los sistemas de enfriamiento. Componentes. Sistemas. Automotriz y Motores a Diesel 8

9 Estrategias de actualización tecnológica. Métodos. Técnicas Actualización y Utilización de herramienta y equipo de alta tecnología. Neumática. Mecánica. Eléctrica. Electrónica. Software. Automotriz y Motores a Diesel 9

10 I. MENSAJE AL ALUMNO Colegio Nacional de Educación profesional Técnica CONALEP TE DA LA BIENVENIDA AL CURSO-MÓDULO AUTOCONTENIDO TRANSVERSAL MANTENIMIENTO DE SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO! EL CONALEP, a partir de la Reforma Académica 2003, diseña y actualiza sus carreras, innovando sus perfiles, planes y programas de estudio, manuales teórico-prácticos, con los avances educativos, científicos, tecnológicos y humanísticos predominantes en el mundo globalizado, acordes a las necesidades del país para conferir una mayor competitividad a sus egresados, por lo que se crea la modalidad de Educación y Capacitación Basada en Competencias Contextualizadas, que considera las tendencias internacionales y nacionales de la educación tecnológica, lo que implica un reto permanente en la conjugación de esfuerzos. Este manual teórico práctico que apoya al módulo autocontenido, ha sido diseñado bajo la Modalidad Educativa Basada en Competencias Contextualizadas, con el fin de ofrecerte una alternativa efectiva para el desarrollo de conocimientos, habilidades y actitudes que contribuyan a elevar tu potencial productivo y, a la vez que satisfagan las demandas actuales del sector laboral, te formen de manera integral con la oportunidad de realizar estudios a nivel superior. Esta modalidad requiere tu participación y que te involucres de manera activa en ejercicios y prácticas con simuladores, vivencias y casos reales para promover un aprendizaje integral y significativo, a través de experiencias. Durante este proceso deberás mostrar evidencias que permitirán evaluar tu aprendizaje y el desarrollo de competencias laborales y complementarias requeridas. El conocimiento y la experiencia adquirida se verán reflejados a corto plazo en el mejoramiento de tu desempeño laboral y social, lo cual te permitirá llegar tan lejos como quieras en el ámbito profesional y laboral. Automotriz y Motores a Diesel 10

11 Las instrucciones generales que a continuación se te pide que cumplas, tienen la intención de conducirte a vincular las competencias requeridas por el mundo de trabajo con tu formación de profesional técnico. II. CÓMO UTILIZAR ESTE MANUAL Redacta cuáles serían tus objetivos personales al estudiar este cursomódulo autocontenido. Analiza el Propósito del cursomódulo autocontenido que se indica al principio del manual y contesta la pregunta Me queda claro hacia dónde me dirijo y qué es lo que voy a aprender a hacer al estudiar el contenido del manual? Si no lo tienes claro, pídele al docente te lo explique. Revisa el apartado Especificaciones de evaluación, son parte de los requisitos por cumplir para aprobar el curso-módulo. En él se indican las evidencias que debes mostrar durante el estudio del mismo para considerar que has alcanzado los resultados de Analiza el apartado Normas Técnicas de Competencia Laboral, Norma Técnica de Institución Educativa. Revisa el Mapa Curricular del módulo autocontenido transversal. Esta diseñado para mostrarte esquemáticamente las unidades y los resultados de aprendizaje que te permitirán llegar a desarrollar paulatinamente las competencias laborales requeridas por la ocupación para la cual te estás Colegio Nacional de Educación profesional Técnica aprendizaje de cada unidad. Es fundamental que antes de empezar a abordar los contenidos del manual tengas muy claros los conceptos que a continuación se mencionan: competencia laboral, competencia central, competencia básica, competencia clave, unidad de competencia (básica, genéricas específicas), elementos de competencia, criterio de desempeño, campo de aplicación, evidencias de desempeño, evidencias de conocimiento, evidencias por producto, norma técnica de institución educativa, formación ocupacional, módulo autocontenido, módulo integrador, unidad de aprendizaje, y resultado de aprendizaje. Si desconoces el significado de los componentes de la norma, te recomendamos que consultes el apartado Glosario, que encontrarás al final del manual. contexto científico, tecnológico, social, cultural e histórico que le permite hacer significativo su aprendizaje, es decir, el sujeto aprende durante la interacción social, haciendo del conocimiento un acto individual y social. Realiza la lectura del contenido de cada capítulo y las actividades de aprendizaje que se te recomiendan. Recuerda que en la educación basada en normas de competencia laborales la responsabilidad del aprendizaje es tuya, pues eres quien desarrolla y orienta sus Automotriz y Motores a Diesel 11

12 formando. Revisa la Matriz de Competencias del autocontenido transversal. Describe las competencias laborales, básicas y claves que se contextualizan como parte de la metodología que refuerza el aprendizaje lo integra y lo hace significativo Analiza la Matriz de contextualización del cursomódulo autocontenido. Puede ser entendida como la forma en que, al darse el proceso de aprendizaje, el sujeto establece una relación activa del conocimiento y sus habilidades sobre el objeto desde un Colegio Nacional de Educación profesional Técnica conocimientos y habilidades hacia el logro de algunas competencias en particular. En el desarrollo del contenido de cada capítulo, encontrarás ayudas visuales como las siguientes, haz lo que ellas te sugieren. Si no lo haces no aprendes, no desarrollas habilidades, y te será difícil realizar los ejercicios de evidencias de conocimientos y los de desempeño. Automotriz y Motores a Diesel 12

13 IMÁGENES DE REFERENCIA Colegio Nacional de Educación profesional Técnica Estudio individual Investigación documental Consulta con el docente Redacción de trabajo Comparación de resultados con otros compañeros Repetición del ejercicio Trabajo en equipo Sugerencias o notas Realización del ejercicio Resumen Observación Consideraciones sobre seguridad e higiene Investigación de campo Portafolios de evidencias Automotriz y Motores a Diesel 13

14 III. PROPÓSITO DEL CURSO-MÓDULO AUTOCONTENIDO Al finalizar el módulo el alumno realizará las operaciones de mantenimiento al sistema de enfriamiento y sus componentes, desde desarmado hasta las pruebas y ajustes necesarios a los componentes, para desarrollar las habilidades necesarias en la reparación y mantenimiento descritas. Automotriz y Motores a Diesel 14

15 IV. NORMAS TÉCNICAS DE COMPETENCIA LABORAL Para que analices la relación que guardan las partes o componentes de la NTCL o NIE con el contenido del programa del curso módulo autocontenido de la carrera que cursas, te recomendamos consultarla a través de las siguientes opciones: Acércate con el docente para que te permita revisar su programa de estudio del curso-módulo autocontenido de la carrera que cursas, para que consultes el apartado de la norma requerida. Visita la página WEB del CONOCER en en caso de que el programa de estudio del curso - módulo ocupacional esta diseñado con una NTCL. Consulta la página de Intranet del CONALEP en caso de que el programa de estudio del curso - módulo autocontenido está diseñado con una NIE Automotriz y Motores a Diesel 15

16 V. ESPECIFICACIONES DE EVALUACIÓN Durante el desarrollo de las prácticas de ejercicio también se estará evaluando el desempeño. El docente, mediante la observación directa y con auxilio de una lista de cotejo, confrontará el cumplimiento de los requisitos en la ejecución de las actividades y el tiempo real en que se realizó. En éstas quedarán registradas las evidencias de desempeño. Las autoevaluaciones de conocimientos correspondientes a cada capítulo, además de ser un medio para reafirmar los conocimientos sobre los contenidos tratados, son también una forma de evaluar y recopilar evidencias de conocimiento. Al término del curso-módulo deberás presentar un Portafolios de Evidencias 1, el cual estará integrado por las listas de cotejo correspondientes a las prácticas de ejercicio, las autoevaluaciones de conocimientos que se encuentran al final de cada capítulo del manual y muestras de los trabajos realizados durante el desarrollo del curso-módulo, con esto se facilitará la evaluación del aprendizaje para determinar que se ha obtenido la competencia laboral. Deberás asentar datos básicos, tales como: nombre del alumno, fecha de evaluación, nombre y firma del evaluador y plan de evaluación 1 El portafolio de evidencias es una compilación de documentos que le permiten al evaluador, valorar los conocimientos, las habilidades y las destrezas con que cuenta el alumno, y a éste le permite organizar la documentación que integra los registros y productos de sus competencias previas y otros materiales que demuestran su dominio en una función específica (CONALEP. Metodología para el diseño e instrumentación de la educación y capacitación basada en competencias, Pág. 180). Automotriz y Motores a Diesel 16

17 VI. MAPA CURRICULAR DEL CURSO-MODULO OCUPACIONAL Clave: T MAENF00 Módulo Mantenimiento de Sistemas de Enfriamiento. 126 hrs. Unidad de Aprendizaje 1. Selección de Equipo y Herramienta. 27 hrs. 2. Verificación y Diagnóstico de Fallas del Sistema. 28 hrs. 3. Mantenimiento al Sistema de Enfriamiento. 71 hrs. Resultados de Aprendizaje 1.1. Identificar el equipo y herramienta a utilizar en la reparación del sistema, describiendo sus características Explicar la importancia de la seguridad y la higiene en el trabajo, Identificando los factores que la afectan y los reglamentos que la respaldan Identificar los componentes y características del sistema de enfriamiento en base a su funcionamiento Realizar la verificación y el diagnóstico de fallas del sistema, determinando su reparación en el manual del fabricante Realizar el desmontado y desarmado del sistema, de acuerdo con el procedimiento establecido por el fabricante Realizar el mantenimiento al sistema de acuerdo con las fallas detectadas, respetando las especificaciones del fabricante. 15 hrs. 12 hrs. 15 hrs. 13 hrs. 20 hrs. 51 hrs. Automotriz y Motores a Diesel 17

18 UNIDAD I Selección de equipo y herramienta Identificar el equipo y herramienta a utilizar en la reparación del sistema, describiendo sus características Explicar la importancia de la seguridad y la higiene en el trabajo, Identificando los factores que la afectan y los reglamentos que la respaldan. UNIDAD II Verificación y diagnostico de fallas del sistema Identificar los componentes y características del sistema de enfriamiento en base a su funcionamiento Realizar la verificación y el diagnóstico de fallas del sistema, determinando su reparación en el manual del fabricante. UNIDAD III Mantenimiento al sistema de enfriamiento Realizar el desmontado y desarmado del sistema, de acuerdo con el procedimiento establecido por el fabricante Realizar el mantenimiento al sistema de acuerdo con las fallas detectadas, respetando las especificaciones del fabricante. Automotriz y Motores a Diesel 18

19 Selección de Equipo y Herramienta. Al finalizar la unidad, el alumno seleccionará las herramientas que se utilizan en la reparación del sistema de enfriamiento, aplicando las normas de seguridad e higiene establecidas, para la reparación de los sistemas de enfriamiento. Automotriz y Motores a Diesel 19

20 VII. MAPA CURRICULAR DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE Módulo Mantenimiento de Sistemas de Enfriamiento. 126 hrs. Unidad de Aprendizaje 1. Selección de Equipo y Herramienta. 27 hrs. 2. Verificación y Diagnóstico de Fallas del Sistema. 28 hrs. 3. Mantenimiento al Sistema de Enfriamiento. 71 hrs. Resultados de Aprendizaje 1.1. Identificar el equipo y herramienta a utilizar en la reparación del sistema, describiendo sus características Explicar la importancia de la seguridad y la higiene en el trabajo, Identificando los factores que la afectan y los reglamentos que la respaldan Identificar los componentes y características del sistema de enfriamiento en base a su funcionamiento Realizar la verificación y el diagnóstico de fallas del sistema, determinando su reparación en el manual del fabricante Realizar el desmontado y desarmado del sistema, de acuerdo con el procedimiento establecido por el fabricante Realizar el mantenimiento al sistema de acuerdo con las fallas detectadas, respetando las especificaciones del fabricante. 15 hrs. 12 hrs. 15 hrs. 13 hrs. 20 hrs. 51 hrs. Automotriz y Motores a Diesel 20

21 1. SELECCIÓN DE EQUIPO Y HERRAMIENTA. RESULTADOS DE APRENDIZAJE 1.1 Identificar el equipo y herramienta a utilizar en la reparación del sistema, describiendo sus características. 1.2 Explicar la importancia de la seguridad y la higiene en el trabajo, identificando los factores que la afectan y los reglamentos que la respaldan. Automotriz y Motores a Diesel 21

22 Estudio individual INTRODUCCIÓN AL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO. EL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO DE LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA La temperatura es un parámetro que afecta de manera importante el funcionamiento de los motores de combustión interna modernos. En algunas partes del motor se tienen temperaturas mayores de 1000 C (cámara de combustión), en algunos casos los gases de escape salen a 550 C. En un motor más de la tercera parte de energía que se le suministra a través del combustible se pierde en forma de calor. El sistema de enfriamiento es el que se encarga de que los diferentes componentes del motor se mantengan en temperaturas seguras y así evitar que el motor sufra desgastes prematuros o daños importantes y lograr con ello su máximo rendimiento. Algunas partes del motor que se deben enfriar constantemente son: Cámara de combustión Parte alta del cilindro Cabeza del pistón Válvulas de escape y de admisión Cilindro Los sistemas de enfriamiento modernos están diseñados para mantener una temperatura homogénea entre 82 y 113 C. Un sistema que no cumpla los requisitos que se exigen puede producir los siguientes efectos: Desgaste prematuro de partes por sobrecalentamiento, en especial en el pistón con la pared del cilindro. Automotriz y Motores a Diesel 22

23 Preignición y detonación. Colegio Nacional de Educación profesional Técnica Daño a componentes del motor o accesorios (radiador, bomba de agua, cabeza del motor, monoblock, bielas, cilindros, etc.). Corrosión de partes internas del motor. Entrada de refrigerante a las cámaras de combustión. Fugas de refrigerante contaminando el aceite lubricante. Evaporación del lubricante. Formación de películas indeseables sobre elementos que transfieren calor como los ductos del radiador. Sobreconsumo de combustible. Formación de lodos por baja o alta temperatura en el aceite lubricante. Es por todo esto importante conocer cómo trabaja el sistema de enfriamiento, las características que debe tener un buen refrigerante o anticongelante y las acciones que pueden afectar de manera negativa al enfriamiento del motor. OBJETIVO DEL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO Reducir la temperatura dentro de rangos seguros de operación para los diferentes componentes, tanto exteriores como interiores del motor Disminuir el desgaste de las partes Reducir el calentamiento de los elementos de la máquina que se mueven unos con respecto a otros. Mantener una temperatura óptima para obtener el mejor desempeño del motor. Para cumplir con estos objetivos el sistema cuenta con el refrigerante que es la sustancia encargada de transferir el calor hacia el aire del medio ambiente, y debe tener las siguientes características: Automotriz y Motores a Diesel 23

24 Mantener el refrigerante en estado líquido evitando su evaporación. Esto se logra al cambiar el punto de evaporación de la sustancia refrigerante. Mantener el refrigerante en estado líquido evitando la formación de hielo al bajar la temperatura ambiente, esto se logra al cambiar el punto de congelación de la sustancia refrigerante. Evitar la corrosión. Tener una gran capacidad para intercambiar calor. El agua es el fluido de enfriamiento básico porque es abundante, barato y fluye con facilidad. Los productos químicos que contiene un buen anticongelante mejoran las propiedades del agua y la convierten en un excelente fluido de enfriamiento. Estas sustancias están diseñadas para reducir la formación de espuma, reducir cavitación y evitar la corrosión. La base de casi todos los anticongelantes es el etilenglicol o el propilenglicol. Casi todos los fabricantes recomiendan una mezcla de 50% de anticongelante y agua (mitad y mitad), en áreas muy frías la mezcla puede ser más concentrada pero el límite es 67% (2/3 de anticongelante y 1/3 de agua). CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE ENFRIAMIENTO Los sistemas de enfriamiento se clasifican generalmente de acuerdo al tipo de elemento utilizado para enfriar el motor En algunos casos es un líquido y en otros es aire. Ambos elementos presentan características muy particulares. En sistemas que manejan aire como elemento refrigerante, se requieren grandes cantidades de este elemento para enfriar al motor, por lo cual su uso está restringido a motores pequeños (como en el caso de algunas motocicletas) o en condiciones muy específicas. Automotriz y Motores a Diesel 24

25 Generalmente el aire es llevado al exterior del cilindro el cual cuenta con una serie de aletas para mejorar la transferencia de calor, en otras ocasiones el aire es utilizado además para enfriar un radiador por el cual circula el aceite lubricante y es éste el que realmente enfría al motor. Estos sistemas son muy confiables ya que no presentan fugas de la sustancia refrigerante pero no son tan eficientes como los que utilizan una sustancia líquida además de que proporcionan un mejor control de la temperatura en los cilindros y la cámara de combustión. PARTES DEL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO POR LÍQUIDO Al sistema de enfriamiento por líquido lo forman: 1. Radiador 2. Tapón de radiador 3. Mangueras 4. Termostato 5. Ventilador 6. Tolva 7. Bomba de agua Automotriz y Motores a Diesel 25

26 8. Poleas y bandas 9. Depósito recuperador (pulmón) 10. Camisas de agua 11. Intercambiador de calor (de aceite para motores a diesel) 12. Bulbo de temperatura Colegio Nacional de Educación profesional Técnica SISTEMA DE UNIDADES Y MEDIDAS Termodinámica SUPERFICIE Y VOLUMEN DE CONTROL Por consiguiente, un volumen de control se define como aquella región del espacio que se considera en un estudio o análisis dados. La masa de operante dentro del volumen puede ser constante (aunque no la misma materia en un instante dado) como en el caso del motor de automóvil o el de una tobera para agua simple, o bien, puede ser variable, como sucede con un neumático de auto al ser inflado. PROPIEDADES Y ESTADO Para calcular cambios de energía que hayan ocurrido en un sistema o sustancia operante, se debe estar en condiciones de expresar el comportamiento del sistema en función de características descriptivas llamadas propiedades. Las propiedades se pueden clasificar como intensivas o extensivas. Las propiedades intensivas son independientes de la masa; por ejemplo, temperatura, presión, densidad. Cuando se habla del estado de una sustancia pura, o de un sistema, nos referimos a su condición identificada por las propiedades de la sustancia; este estado se define general-mente por valores particulares de dos propiedades independientes. Todas las demás propie-dades termodinámicas de la sustancia tienen ciertos valores particulares siempre que una cierta masa de sustancia se halle en este estado macroscópico particular. Ejemplos de propiedades termodinámicas, además de p, v, y T, son: energía interna. SISTEMAS DE UNIDADES Automotriz y Motores a Diesel 26

27 En los sistemas coherentes de unidades más comúnmente empleados y en los que k vale la unidad, pero no carece de dimensiones, se tienen las siguientes definiciones de unidades de fuerza: CGS: MKS (o SI): Técnico métrico: Técnico inglés: dina acelera una masa de 1 g a xazón de 1 cml seg2 newton acelera una masa de 1 kg a razón de 1 m/seg2 kilogramo fuerza acelera una masa de 1 utm a razón de I m/seg2 libra fuerza acelera una masa de I slug a razón de 1 pie/seg2 En los llamados sistemas de ingeniería, el valor de k no es igual a la unidad ni adimensional, y se tienen así las siguientes definiciones: 1 kilogramo fuerza (kgf) imparte a una masa de I kg una aceleración de mi seg2 I libra fuerza (lbf) imparte a una masa de I lb una aceleración de pie/seg2 De la ecuación (l-i A) se obtiene k = mal F. Aplicando las anteriores definiciones resulta k = (l kg) ( m/seg2)/kgf kg. m/kgf seg2 k = (l lb) ( pie/seg2)/lbf lb. pie/lbf seg2 En esta parte el lector debe entender bien que el valor de k puede ser diferente de la unidad y tener unidades congruentes con el sistema de unidades que se emplee. UNIDADES SI En vista de la relativa novedad, unicidad y aceptación universal de este sistema de unida-des métricas, se considera que es muy conveniente ahora una breve descripción de las unidades SI. Se dan luego las definiciones de sus siete unidades fundamentales para poner de relieve sus conceptos físicos. Definiciones de las unidades fundamentales SI 1. El metro (m) es la unidad de longitud y es igual a longitudes de onda en el vacío de la radiación correspondiente a la transición entre los niveles 2p fi y 5d5 del átomo de criptón El kilogramo (kg) es la unidad de masa y es la masa del prototipo internacional del kilogramo. Es la única unidad fundamental que tiene prefijo (kilo). Automotriz y Motores a Diesel 27

28 1. El segundo (seg.) es la unidad de tiempo y equivale a la duración de ciclos (o periodos) de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado funda-mental del átomo de cesio El ampere (A) es la unidad de corriente eléctrica y es la corriente constante que, si circulara por dos conductores paralelos rectos de longitud infinita, con sección transversal circular despre-ciable, y colocados a 1 m de distancia en el vacío, produciría entre estos conductores una fuerza igual a 2 x 10-7 newtons por metro (N/m) de su longitud. 5. El kelvin (K) es la unidad de temperatura termodinámica y corresponde a la fracción 1/ del punto triple del agua. 6. El mal es unidad de cantidad de sustancia y es la cantidad en un sistema que contenga tantas entidades elementales como átomos hay en kg de carbono La candela (cd) es la unidad de intensidad luminosa y es el valor de esta cantidad, en dirección perpendicular, de una superficie igual a (1/ ) m2 de un cuerpo negro a la temperatura de solidificación del platino, bajo una presión de N/m2. ampere por metro cuadrado MANUALES DE FABRICACIÓN Los manuales de fabricación, nos ayudan a resolver problemas técnicos de una determinada unidad automotriz, es fundamental en el mantenimiento de una unidad automotriz Automotriz y Motores a Diesel 28

29 Figura 15. Manual del fabricante Los manuales del fabricante, nos brindan las características específicas, el saber utilizar un manual es de gran importancia, porque se logra simplificar la búsqueda del una actividad, en el mantenimiento preventivo o correctivo de la unidad motriz. Es importante tener en el taller los manuales de los sistemas que se revisan más frecuentemente en el servicio de los automóviles HERRAMIENTAS MANUALES Las herramientas manuales, no requieren un tipo de energía, accionar o fuerza externa para su funcionamiento, la aplicación directa de la misma sobre una parte mecánica es suficiente para su aplicación. Automotriz y Motores a Diesel 29

30 Figura 16. Herramientas manuales básicas. EQUIPO DE TALLER El equipo del taller es importante porque nos ayuda a realizar nuestro trabajo, con menor esfuerzo, y una mejor calidad y eficiencia EQUIPOS ESPECIALES Son herramientas que tienen características particulares, y que se utilizan de manera especializada. Automotriz y Motores a Diesel 30

31 Figura 17. Equipo especial, para medir la resistencia de los censores Multimetro y conexiones para realizar mediciones en las líneas de los censores del automóvil SEGURIDAD EN EL TRABAJO La seguridad en el taller mecánico es fundamental para la integridad de cada una de las personas que laboran dentro del mismo. El trabajar con un sistema de enfriamiento, nos lleva en determinado momento a una condición insegura y el acto inseguro, que se origina de la rutina y cansancio que se produce de manera normal en la jornada de trabajo. Automotriz y Motores a Diesel 31

32 1.2.2 HIGIENE EN EL TRABAJO La limpieza es fundamental en el taller mecánico, el trabajar con limpieza nos garantiza un mejor trabajo y una seguridad personal en cada una de las actividades que se realiza CAUSAS DE ACCIDENTES DE TRABAJO El mal manejo de instrumentos mecánicos, se origina cuando no se respeta la secuencia del trabajo, así como el realizar las actividades de manera congruente y conciente. La prevención de riesgos es fundamental, en el momento de realizar una actividad de trabajo en el taller mecánico. El utilizar equipo de protección nos ayuda a prevenir accidentes y a cuidar nuestra integridad física. SEGURIDAD INDUSTRIAL La seguridad industrial es un factor que en nuestros días es prioritario, los reglamentos de seguridad deben de considerarse, para un mejor desempeño dentro del taller mecánico. Automotriz y Motores a Diesel 32

33 Automotriz y Motores a Diesel 33

34 Prácticas de Ejercicio y listas de cotejo Portafolios de evidencias Prácticas y Listas de Cotejo Unidad de aprendizaje: 1 Práctica número: 1 Nombre de la práctica: Propósito de la práctica: Escenario: Duración: Identificación del Equipo y Herramienta en el Taller. Al finalizar la práctica el alumno identificará las características y uso del equipo y herramienta que se emplea para reparar el sistema de enfriamiento, utilizando con disciplina y responsabilidad los manuales del equipo. Taller mecánico. 6 hrs. Materiales Maquinaria y equipo Herramienta Equipo e instalaciones: Herramientas manuales (en Medidas métricas e inglesas): Lápiz. Cuaderno para tomar notas. Estopa. Solvente. Ropa de trabajo. Manuales de fabricantes de equipo de taller. Anteojos de protección. Extractores diversos. Opresores de resortes de válvulas. Opresores de anillos de pistón. Rampa hidráulica para levantar el vehículo. Grúa para levantar motores. Gato hidráulico para desmontar transmisiones. Lámparas de extensión. Guantes. Equipo para medición de fugas de compresión. Equipo para medición de compresión. Extractor de gases de escape. Colectores de aceite usado. Escariador de guías de válvula. Desarmadores. Pinzas. Llaves españolas. Llaves de estrías. Llaves mixtas. Martillos. Punzones. Cinceles. Limas. Dados y accesorios. Llaves y puntas allen. Llaves y puntas torx. Machuelos. Tarrajas. Extractores de tornillos. Avellanador. Cortador de tubo. Automotriz y Motores a Diesel 34

35 Materiales Maquinaria y equipo Herramienta Asentador de válvulas. Herramienta especial Dinamómetro para resortes. de acuerdo con lo Bomba para drenado de líquidos (aceite, gasolina, requerido en los anticongelante). manuales de los Almacén de residuos peligrosos. fabricantes. Instalación de aire comprimido. Pistola neumática. Matraca neumática. Boquilla para sopletear. Salidas de corriente de 110 V / 60 Hz. Cargador de baterías. Mesas y bancos de trabajo. Anaqueles y carros para guardar herramienta. Taladro y brocas. Prensa hidráulica. Soportes para motores. Extinguidor. Instrumentos de medición: Regla metálica. Vernier. Micrómetros de interiores y exteriores. Calibrador de lainas Plastigage. Torquímetros de diversas capacidades. Indicadores de ángulos de apriete. Analizador de gases de escape. Tensor de bandas (dinamómetro). Manómetro con adaptadores para medición de presión de aceite, combustible y refrigerante. Tacómetro. Multímetro. Osciloscopio. Lámpara de tiempo. Scanner OBD. Equipo de diagnóstico del fabricante. Automotriz y Motores a Diesel 35

36 Procedimiento 1. Aplicar las medidas de seguridad e higiene: El taller deberá de estar limpio antes de iniciar las prácticas, con especial cuidado en evitar manchas de aceite u otros líquidos. Los cables y mangueras deberán estar colgados del techo, de forma que no existan riesgos de tropezar con ellos. El exterior de los automóviles, motores o piezas deberá estar limpio antes de iniciar los trabajos de las prácticas. Siempre que el motor esté encendido dentro del taller se deberá conectar el extractor de gases de escape a todas las salidas de escape del vehículo. En el taller se deberá contar siempre con un extintor ABC cuya carga se verifique semestralmente. Todas las conexiones eléctricas del taller deberán encontrarse en buen estado y por ningún motivo existirán cables o conductores expuestos. Utilizar protectores para las salpicaderas del automóvil, los asientos, volante y otras piezas que se puedan ensuciar o dañar durante las reparaciones. Para poder conducir un automóvil en una prueba de carretera es requisito indispensable contar con una licencia de conducir vigente y respetar el reglamento local y federal de tránsito. 2. Los alumnos deberán utilizar la siguiente ropa de trabajo: Botas de seguridad. Bata u overol (manga corta o larga según el clima). Para tareas de soldadura se deberá usar una careta de seguridad, guantes de carnaza y un delantal de carnaza. Para manejar piezas calientes o baterías y terminales de batería se deberán utilizar guantes de carnaza. Evitar el uso de relojes, hebillas y botones expuestos, corbatas, cabello largo sin recoger. Usar un cubre bocas siempre que se trabaje en limpieza y desmontaje de frenos. Evitar el uso de relojes, anillos o cualquier otro accesorio o prenda metálicos siempre que se trabaje con sistemas eléctricos. En trabajos con taladro, esmeril o carda, así como en lavado de piezas a alta presión y lavado de piezas con solventes se deberán utilizar lentes de seguridad. Utilizar guantes de hule al trabajar con combustible, solventes, líquido de frenos y al llenar baterías con ácido. Automotriz y Motores a Diesel 36

37 Procedimiento Colegio Nacional de Educación profesional Técnica 3. El alumno más adelantado o experimentado, con la guía del PSA, (o el PSA) tendrá que: Explicar el procedimiento que se va a ejecutar, reflexionando sobre el tipo de tareas que se aprenderán. Contestar las preguntas que haga el PSA sobre el procedimiento, aspectos importantes que deben cuidar, fallas más frecuentes, etc. (según el tema que se trate). Plantear dudas, así como soluciones a los problemas que se presenten durante la práctica y en relación a situaciones específicas. Corregir errores o malas interpretaciones en el procedimiento, para su correcta ejecución. Ejecutar la operación hasta hacerla con precisión. Pasar en forma rotatoria por el aprendizaje de enseñar. 4. Explicar las características y Técnicas de uso de las herramientas generales. Llaves españolas Llaves de estrías Llaves mixtas Llaves allen Desarmadores plano y de cruz: versatilidad de largo y tamaño. Autoclé. Martillos, de bola, de uña, de hule Cinceles planos, de punta y botadores Marcadores de golpe Arco con segueta Limas : bastarda, musa, fina, media caña, redonda Tornillo de banco Pinzas de mecánico, electricista, presión y de seguros. Cepillo de alambre Charola Torquímetro 5. Explicar las características y Técnicas de uso de las herramientas especiales. Opresor de anillos Garruchas Prensas Lámpara de tiempo Machuelos Tarraja Llave para filtro de aceite (cincho) Carda 6. Explicar las características y Técnicas de uso de los instrumentos de medición. Tacómetro Multímetro Calibrador Micrómetro Comparador de carátula Automotriz y Motores a Diesel 37

38 Procedimiento Regla graduada Medidor de ángulos 7. Explicar las características y Técnicas de uso del equipo para la reparación del motor. Extractor de poleas Malacate o cadena Compresor Tripié para soportar y mover motores Gato hidráulico Soportes o torres Solventes para limpiar 8. El PSA planteará a los alumnos casos de reparación en el motor de un vehículo para que participen clasificando las herramientas, equipo y materiales que utilizarían para su reparación. 9. Guardar la herramienta y equipo utilizado. 10. Limpiar el área de trabajo. Implantar el concepto de Manejo de residuos generados, aplicándose apropiadamente en cada práctica. El taller deberá contar con un almacén de residuos peligrosos donde se concentren todos los residuos sólidos y líquidos. Recoger con un colector adecuado, evitando en lo posible derramarlos al piso del taller, aceite, líquido de frenos, anticongelante, solventes y otros líquidos de desecho. Posteriormente se almacenarán en un depósito a prueba de fugas (plástico para el líquido de frenos) debidamente etiquetado. Cada líquido se deberá almacenar en contenedores separados. Almacenar en una cubeta trapos sucios con aceite, combustible, filtros de aire, aceite y solventes Almacenar en cajas etiquetadas pastillas de freno, discos de embrague, y piezas usadas en general. Guardar baterías inservibles sobre una charola plástica con paredes laterales, para contener eventuales derrames de ácido. Realizar un inventario mensual de los residuos en el almacén y contratar a una empresa que se encargue de la recolección y disposición de los residuos generados. La empresa deberá contar con la certificación o autorización vigente de las autoridades ambientales correspondientes. Automotriz y Motores a Diesel 38

39 Lista de cotejo de la práctica número 1: Identificación del Equipo y Herramienta en el Taller. Nombre del alumno: Instrucciones: A continuación se presentan los criterios que van a ser verificados en el desempeño del alumno mediante la observación del mismo. De la siguiente lista marque con un aquellas observaciones que hayan sido cumplidas por el alumno durante su desempeño Desarrollo Aplicó las medidas de seguridad e higiene en el desarrollo de la práctica. Utilizó la ropa y equipo de trabajo. 1. Identificó cada una de las herramientas generales. 2. Comprendió y utilizó en cada caso las técnicas de uso de las herramientas generales. 3. Identificó las herramientas especiales. 4. Comprendió y utilizó en cada caso las técnicas de uso de herramientas especiales. 5. Identificó los instrumentos de medición. 6. Utilizó en cada caso técnicas de uso de los instrumentos de medición. 7. Identificó las escalas de los instrumentos de medición. 8. Identificó y seleccionó el uso de los solventes y grasas. 9. Cuidó, guardó y limpió la herramienta utilizada. 10. Adoptó la limpieza del área de trabajo. Manejó los residuos generados. Si No No Aplic a Observaciones: PSA: Hora de inicio: Hora de término: Evaluación: Automotriz y Motores a Diesel 39

40 Unidad de aprendizaje: 1 Práctica número: 2 Nombre de la práctica: Propósito de la práctica: Escenario: Duración: Identificación de la Seguridad e Higiene en el Taller Automotriz. Al finalizar la práctica el alumno observará las medidas de seguridad e higiene en el taller automotriz con responsabilidad y disciplina en la utilización del equipo de protección y las acciones para prevenir accidentes. Taller mecánico. 3 hrs. Materiales Maquinaria y equipo Herramienta Solventes. Estopa. Franela. Material de limpieza. Normatividad vigente de seguridad industrial. Normatividad ambiental vigente. Equipo e instalaciones Extractores diversos. Opresores de resortes de válvulas. Opresores de anillos de pistón. Rampa hidráulica para levantar el vehículo. Grúa para levantar motores. Gato hidráulico para desmontar transmisiones. Lámparas de extensión. Guantes. Equipo para medición de fugas de compresión. Equipo para medición de compresión. Extractor de gases de escape. Colectores de aceite usado. Bomba para drenado de líquidos (aceite, gasolina, anticongelante). Almacén de residuos peligrosos. Instalación de aire comprimido. Pistola neumática. Herramientas manuales en medidas métricas e inglesas: Desarmadores. Pinzas. Llaves españolas. Llaves de estrías. Llaves mixtas. Martillos. Punzones. Cinceles. Limas. Dados y accesorios. Llaves y puntas allen. Llaves y puntas torx. Machuelos. Extractores de tornillos. Avellanador. Cortador de tubo. Herramienta especial de acuerdo con lo requerido en los manuales de los fabricantes. Automotriz y Motores a Diesel 40

41 Materiales Maquinaria y equipo Herramienta Pistola neumática para sopletear. Salidas de corriente de 110 V / 60 Hz. Cargador de baterías. Mesas y bancos de trabajo. Anaqueles y carros para guardar herramienta. Taladro y brocas. Prensa hidráulica. Soportes para motores. Extinguidor. Instrumentos de medición: Regla metálica Vernier Micrómetros de interiores y exteriores. Calibrador de lainas Plastigage Torquímetros de diversas capacidades Indicadores de ángulos de apriete. Analizador de gases de escape Manómetro con adaptadores para medición de presión de aceite, combustible y refrigerante. Multímetro. Osciloscopio. Lámpara de tiempo. Scanner OBD. Equipo de diagnóstico del fabricante. Automotriz y Motores a Diesel 41

42 Procedimiento 1. Identificar las medidas específicas de seguridad e higiene aplicables durante el desarrollo de cada trabajo realizado en el taller. El taller deberá de estar limpio antes de iniciar las prácticas, con especial cuidado en evitar manchas de aceite u otros líquidos. Los cables y mangueras deberán estar colgados del techo, de forma que no existan riesgos de tropezar con ellos. El exterior de los automóviles, motores o piezas deberá estar limpio antes de iniciar los trabajos de las prácticas. Siempre que el motor esté encendido dentro del taller se deberá conectar el extractor de gases de escape a todas las salidas de escape del vehículo. En el taller se deberá contar siempre con un extintor ABC cuya carga se verifique semestralmente. Todas las conexiones eléctricas del taller deberán encontrarse en buen estado y por ningún motivo existirán cables o conductores expuestos. Utilizar protectores para las salpicaderas del automóvil, los asientos, volante y otras piezas que se puedan ensuciar o dañar durante las reparaciones. Para poder conducir un automóvil en una prueba de carretera es requisito indispensable contar con una licencia de conducir vigente y respetar el reglamento local y federal de tránsito. 2. Los alumnos deberán utilizar la siguiente ropa de trabajo: Botas de seguridad. Bata u overol (manga corta o larga según el clima). Para tareas de soldadura se deberá usar una careta de seguridad, guantes de carnaza y un delantal de carnaza. Para manejar piezas calientes o baterías y terminales de batería se deberán utilizar guantes de carnaza. Evitar el uso de relojes, hebillas y botones expuestos, corbatas, cabello largo sin recoger. Usar un cubre bocas siempre que se trabaje en limpieza y desmontaje de frenos. Evitar el uso de relojes, anillos o cualquier otro accesorio o prenda metálicos siempre que se trabaje con sistemas eléctricos. En trabajos con taladro, esmeril o carda, así como en lavado de piezas a alta presión y lavado de piezas con solventes se deberán utilizar lentes de seguridad. Utilizar guantes de hule al trabajar con combustible, solventes, líquido de frenos y al llenar baterías con ácido. Automotriz y Motores a Diesel 42

43 Procedimiento 3. El alumno más adelantado o experimentado, con la guía del PSA, (o el PSA) tendrá que: Explicar el procedimiento que se va a ejecutar, reflexionando sobre el tipo de tareas que se aprenderán. Contestar las preguntas que haga el PSA sobre el procedimiento, aspectos importantes que deben cuidar, fallas más frecuentes, etc. (según el tema que se trate). Plantear dudas, así como soluciones a los problemas que se presenten durante la práctica y en relación a situaciones específicas. Corregir errores o malas interpretaciones en el procedimiento, para su correcta ejecución. Ejecutar la operación hasta hacerla con precisión. Pasar en forma rotatoria por el aprendizaje de enseñar. 4. Señalar la importancia de la organización de las áreas de trabajo en el taller. 5. Identificar la ruta de evacuación del taller en caso de siniestro. 6. Identificar la importancia de orden y limpieza en el taller, para evitar accidentes de trabajo. 7. Mostrar el uso y manejo del aire comprimido (precaución en el manejo del compresor). 8. Identificar el uso y riesgo al trabajar con aceites, grasas, y líquidos inflamables en manos y herramientas. 9. Mostrar el uso y manejo del extinguidor. 10. Identificar el procedimiento para proporcionar primeros auxilios en caso de accidentes o lesiones en el trabajo. 11. Dotar el botiquín con los medicamentos mínimos necesarios de primeros auxilios según el tipo de trabajo 12. Mostrar y explicar la función de los señalamientos de seguridad. 13. Con la supervisión del PSA, preparar las situaciones necesarias para realizar un simulacro general en el que resultarían algunos heridos a consecuencia de un conato de incendio preparado. Todo esto para aplicar el uso de extinguidores, material de primeros auxilios, rutas de evacuación, etc., como conocimientos adquiridos de la práctica y con la participación de todos. 14. Guardar el equipo empleado. 15. Limpiar el área de trabajo al finalizar la práctica. Implantar el concepto de Manejo de residuos generados, aplicándose apropiadamente en cada práctica. El taller deberá contar con un almacén de residuos peligrosos donde se concentren todos los residuos sólidos y líquidos. Recoger con un colector adecuado, evitando en lo posible derramarlos al piso del taller, aceite, líquido de frenos, anticongelante, solventes y otros líquidos de desecho. Posteriormente se almacenarán en un depósito a prueba de fugas (plástico para el líquido de frenos) debidamente etiquetado. Cada líquido se deberá almacenar en contenedores separados. Almacenar en una cubeta trapos sucios con aceite, combustible, filtros de aire, aceite y solventes Almacenar en cajas etiquetadas pastillas de freno, discos de embrague, y piezas usadas en general. Guardar baterías inservibles sobre una charola plástica con paredes laterales, para contener eventuales derrames de ácido. Realizar un inventario mensual de los residuos en el almacén y contratar a una empresa que se encargue de la recolección y disposición de los residuos generados. La empresa deberá contar con la certificación o autorización vigente de las autoridades ambientales correspondientes. Automotriz y Motores a Diesel 43

44 Lista de cotejo de la práctica número 2: Identificación de la Seguridad e Higiene en el Taller Automotriz. Nombre del alumno: Instrucciones: A continuación se presentan los criterios que van a ser verificados en el desempeño del alumno mediante la observación del mismo. De la siguiente lista marque con una aquellas observaciones que hayan sido cumplidas por el alumno durante su desempeño Desarrollo Aplicó las medidas específicas de seguridad e higiene aplicables durante el desarrollo de cada trabajo. Seleccionó el equipo de protección personal. Utilizó la ropa de protección personal. 1. Señaló la importancia de la organización en el taller. 2. Identificó las ruta de evacuación del taller. 3. Consideró la importancia del orden y limpieza en el taller. 4. Utilizó el aire comprimido observando las medidas de seguridad. Observó las medidas de seguridad en el uso de aceites, grasas, y líquidos inflamables en manos y herramientas. 5. Identificó el uso y manejo del extinguidor. 6. Aplicó los procedimientos necesarios en la prestación de primeros auxilios en caso de accidentes o lesiones en el trabajo. Suministró el botiquín con los medicamentos mínimos necesarios de primeros auxilios según el tipo de trabajo. 7. Identificó los señalamientos de seguridad. 8. Cuidó, guardó y limpió el equipo empleado. Manejó los residuos generados. Si No No Aplic a Observaciones: PSA: Hora de inicio: Hora de término: Evaluación: Automotriz y Motores a Diesel 44