7. Propulsión Mecánica

Transcripción

1 7. Propulsión Mecánica Peculiaridades que diferencian los motores fueraborda, dentro fueraborda e interiores en cuanto a su instalación y uso.! El motor, es una máquina térmica capaz de transformar la energía calorífica del combustible en energía mecánica.! Motores Fueraborda: Son instalados en el espejo de popa de una embarcación. El motor, la transmisión y la hélice están! compactados en una sola pieza.! Suelen ser motores de explosión de 2 tiempos, aunque últimamente se han incorporado algunos fabricantes de motores de 4 tiempos.! El número de cilindros está comprendido entre 1 y 4, y su potencia entre 2 C.V. y 200 C.V. en motor para uso recreativo. En los de! pequeña cilindrada el depósito del combustible suele estar situado en el mismo motor.! Su sistema de refrigeración es por agua de mar y la lubricación puede ser por mezcla de carburante con aceite o por un depósito de aceite! separado.! El escape de los gases se produce por la hélice mediante un conducto.! El arranque en motores de pequeña cilindrada suele ser manual.! El cambio de marchas y la transmisión están integrados en el mismo conjunto.! La ventaja principal es su movilidad, ya que son fáciles de desmontar, transportar y almacenar. No ocupan espacio dentro del casco de la! embarcación, siendo además fáciles de ajustar a la velocidad de planeo mediante la inclinación del mismo.! Al girar todo el conjunto del motor, éste realiza la función de timón.! Motores DentroFueraBorda: O intra-fuera borda. Son aquellos en los que el motor está instalado dentro de la embarcación junto! al espejo de popa por el interior, pero la transmisión, engranajes y hélice están situados por la parte exterior de dicho espejo.! Estos motores presentan el inconveniente de tener el cuerpo del motor fijo, dentro de la embarcación y la parte propulsora móvil, fuera del! casco del barco, ocasionando que la unión entre ambas acarree ciertos problemas de estanqueidad.! Asimismo el peso de todo el equipo propulsor al estar instalado en la propia popa de la embarcación hará que ésta esté apopada,! debiendo disponer de flaps para nivelar el asiento de la misma.! Tiene la ventaja de que la cola es fácil de desmontar para su reparación.! El sistema de refrigeración suele ser mixto, por agua de mar y circuito cerrado de agua dulce.! Motores Interiores: Son los que se instalan en el cuarto de máquinas dentro del interior de una embarcación. La transmisión a la! hélice se produce normalmente mediante un eje. La inclinación de un motor interior no debe exceder de 7º.! Está instalado dentro del casco de la embarcación y puede ser de explosión o diésel, suele ser de 4 tiempos con un número de cilindros! que puede oscilar entre 1 y 12.! Estos motores suelen tener más cilindrada que los fuera-borda, y en el caso de los diesel casi siempre son motores de instalación interior.! El depósito de combustible está situado fuera del compartimiento del motor y el sistema de refrigeración es por agua.! El escape de los gases es por un sistema de tubos y silenciadores que van hasta la parte posterior de la embarcación.

2 ! El sistema de arranque es por motor eléctrico conectado a una batería.! Presentan el inconveniente de que sus reparaciones deben realizarse a bordo, ocupan sitio dentro de la embarcación y que deben estar! siempre bien ventilados mediante extractores.! Motores de propulsión a turbina: Una turbina accionada por el motor, absorbe el agua por un conducto ancho, expulsándola por! una tobera móvil estrecha. La expulsión del agua adquiere mayor velocidad al topar con el agua inmóvil del mar, impulsando a la! embarcación.! La principal ventaja es que no necesita inversor de marchas, simplemente aplicando un deflector que invierte el flujo del agua y, por! consiguiente, la dirección del chorro de propulsión.! Tampoco necesita timón, usando la turbina como sistema de giro y evolución.! Otra ventaja es su seguridad en cuanto a los accidentes producidos por las hélices, ya que al no disponer de ellas y ser difícil el acceso al! interior del equipo propulsor permite una gran seguridad.! Las motos acuáticas y algunas lanchas de playa disponen de estos equipos propulsores, por la seguridad que presentan para quien las! utiliza y los bañistas.! DIFERENCIAS ENTROS LOS MOTORES DE EXPLOSIÓN 2 Y 4 T Y LOS DIESEL! Motores de explosión de 2 Tiempos: Son los que realizan todo del proceso mecánico o ciclo operativo en dos carreras del émbolo y una! sola vuelta del cigüeñal.! Combustible: Mezcla de gasolina y aceite.! Engrase o Lubricación: Aceite mezclado en el combustible.! Refrigeración: Forzada por una bomba impulsora de agua de mar.! Motores de explosión de 4 Tiempos: Son los que realizan todo el proceso mecánico o ciclo operativo en cuatro carreras del! émbolo y! dos vueltas del cigüeñal.! Combustible: Gasolina.! Engrase o Lubricación: Impulsada por bomba, desde el depósito de aceite recorre por los orificios y tuberías los puntos existentes de! fricción del motor.! Refrigeración: Por bomba impulsora. El refrigerante recorre el circuito de refrigeración, manteniendo la temperatura.

3 !! Motores Diésel: En el interior del cilindro sólo se comprime aire, la compresión es suficientemente alta para que el aire alcance una! temperatura capaz de encender el combustible que le entra pulverizando a través del inyector, realizando una combustión gradual,! llamándose motores de combustión interna a presión constante.! Combustible: Gasoil.! Engrase o Lubricación: Impulsada por bomba, desde el depósito de aceite recorre por los orificios y tuberías los puntos existentes de! fricción del motor.! Refrigeración: Por bomba impulsora. El refrigerante recorre el circuito de refrigeración, manteniendo la temperatura.! PARTES PRINCIPALES DE LOS MOTORES! Bloque de cilindros: Es la carcasa del motor y donde están! colocados los cilindros y a veces el cigüeñal y el eje de levas.! Dispone de unos canales por los que circula el líquido refrigerante que! tiene la misión de mantener la temperatura adecuada. El bloque junto! con el cárter y la culata cierran el motor herméticamente.! Culata: Es la parte superior del cilindro, cerrada por una pared fija,! atornillada al bloque de cilindros donde van alojadas las válvulas,! bujías, inyectores...! Cárter: Situado en la parte inferior del motor. Es un espacio cerrado! donde se almacena el aceite y a veces su bomba. En algunos! motores, en el cárter se mueve el cigüeñal y otros elementos del! motor.! Cilindro o Camisa: Parte del motor en cuyo interior se produce la! combustión y en la que se mueve el émbolo o pistón en su! movimiento alternativo. El cilindro puede estar recubierto por un forro! en su interior llamado camisa, siendo más fácil y menos costosa de! sustituir.! Émbolo o Pistón: Pared móvil que se desliza por el interior del! cilindro impulsado por la explosión de gases. Este movimiento lo transmite el cigüeñal mediante la biela, convirtiendo el movimiento! alternativo en circular.! Aros o Segmentos: En el pistón van alojados unos segmentos o aros que sirven para que la cámara de combustión sea estanca y evitar! que el aceite pase a dicha cámara.! Biela: Es la pieza que transmite el movimiento del pistón al cigüeñal. La parte unida al pistón mediante un bulón se denomina pie de! biela y la parte unida al cigüeñal se denomina Cabeza de biela. A la parte intermedia se le denomina caña.! Cigüeñal: Pieza que recibe el movimiento alternativo del pistón y la biela y lo transforma en circular, que a su vez transmite al eje! propulsor.! Válvulas: situadas en la culata, sirven para abrir o cerrar la parte superior del cilindro, permitiendo la entrada de aire o de la mezcla! aire-gasolina, para después expulsar los gases de escape al exterior.! Eje de levas o camones: Realiza la misión de abrir y cerrar las válvulas, con la ayuda de un muelle(para cerrarlas). Recibe el movimiento! del cigüeñal mediante unos engranajes.! Volante: rueda pesada que sirve para regularizar el movimiento rotativo del motor que, con su inercia, vence la compresión y los puntos! muertos.! Bancada: En grandes motores pieza que constituye la base de asentamiento del cigüeñal. En embarcaciones menores y en los motores! modernos, es el soporte que aguanta el motor en su ubicación. 7.2 Comprobaciones antes de la puesta en marcha: Nivel de combustible, aceite del motor y transmisor. Nivel de refrigerante en circuitos cerrados. Grifo de fondo de refrigeración y filtro. Gases explosivos. Filtro decantador de agua. Punto muerto.! Antes de intentar el arranque del motor, tenemos que:!! Comprobar el nivel del combustible para la travesía y sus posibles imprevistos; con el motor parado, rellenando con un!! embudo para evitar que se desparrame, sin fumar ni manejar componentes eléctricos.!! Comprobar el nivel del aceite del motor y del inversor o transmisor, con las varillas indicadoras.

4 !! Comprobar que las baterías estén suficiente cargadas.!! Abrir el grifo de fondo del drenaje del circuito de toma de mar, y el del combustible si se dispone de él.!! Comprobar el filtro de refrigeración de la toma de agua de mar.!! Controlar el líquido refrigerante si disponemos de un motor con circuito cerrado de refrigeración.!! Comprobar el filtro decantador de agua, que impide que el agua se mezcle con el carburante mediante la gravedad.!! Normalmente dispone de un visor que a la vez nos sirve de nivel.!! Una vez comprobado todo lo citado anteriormente:!! Ponemos el mando del acelerador en punto muerto o con el embrague puesto.!! Conectaremos las baterías.!! Airearemos el vano del motor mediante los extractores, vigilando permanentemente las posibles emanaciones de gases!! explosivos.!! En motores con estárter, activarlo.!! Poner en marcha con la llave correspondiente. 7.3 Arranque. Comprobaciones tras el arranque: Instrumentos de alarma, control y comprobación de la refrigeración.! Los motores para su puesta en marcha disponen de un mecanismo de arranque, que puede ser manual (en pequeños motores fuera! borda) o eléctrico conectado a un interruptor con llave y batería.! Para que se produzcan los diferentes tiempos de un ciclo, es necesario que el motor este rodando, por lo cual se necesita un sistema de! arranque.! Hay varios tipos de sistemas de arranque. Los más extendidos en las embarcaciones son:!! Arranque por inercia: Rodando el motor a mano mediante una cuerda enrollada al volante de inercia o cualquier otro medio.!! Arranque eléctrico o electromagnético: Al cerrar la llave de contacto se da tensión al motor de arranque que engrana!! con la rueda del eje motor, haciéndolo girar.! Una vez arrancado, realizar unas pequeñas comprobaciones para observar el buen funcionamiento del mismo.!! Comprobar que el sistema de refrigeración funciona correctamente observando la expulsión de agua de mar por el orificio del!! tubo de escape.!! Comprobar los distintos relojes de los instrumentos de control(presión del aceite, temperatura del agua del circuito cerrado,!! carga del alternador, cuentarrevoluciones, nivel de combustible...)!! Comprobación de la prensaestopa del eje de la hélice.!! Comprobar los ruidos del motor; una vez familiarizados con el ritmo y ruido del motor al observar un cambio nos puede!! delatar una posible avería.!! Comprobar en la sentina un posible escape de aceite, agua, etc.!! En navegación nocturna revisar las luces de navegación y fondeo.! REFRIGERACIÓN! La refrigeración es necesaria para evitar excesivos calentamientos del motor, pudiendo llevar a deformaciones y roturas, así como! mantener lo más constante posible la temperatura del cilindro (aprox. 85º).! Los diferentes sistemas de refrigeración son:!! Por Aire: Enfriamiento directo. Motocicletas y pequeños motores de 2 tiempos.!! Por Líquido: Enfriamiento indirecto. Dentro de este apartado:!! Por Termosifón; No dispone de bomba impulsora, siguiendo el principio por el que el agua caliente asciende y la fría!! desciende, estableciendo así una circulación.!! Por Bomba Impulsora: Con circuito abierto o con circuito cerrado.!! Circuito Abierto: La refrigeración se realiza con el agua de mar; toma el agua desde una válvula de fondo impulsada por una!! bomba hasta el motor, para que una vez haya circulado por el mismo salga al exterior por el tubo de escape.!! Circuito Cerrado: El motor está refrigerado por agua dulce en un circuito cerrado; para refrigerar dicho circuito cerrado se!! emplea agua de mar, que pasando por un intercambiador de calor, vuelve a salir al exterior por el tubo de escape.! La pieza fundamental en todos los sistemas de refrigeración es el termostato, que regula la temperatura abriendo el circuito cuando ésta! es elevada y cerrándolo cuando está por debajo de la aconsejada.! Los motores fueraborda utilizan un circuito abierto. Los interiores o intra fuera-borda el sistema de circuito cerrado, y en los de! construcción sencilla, los de circuito abierto.

5 ! La ventaja del circuito cerrado es que al no usar agua de mar se mantiene los conductos del motor en mejores condiciones a lo largo del! tiempo. La desventaja está en la complejidad de instalación y mantenimiento.! La desventaja del circuito abierto es que al estar en contacto con el agua de mar aparezca corrosión galvánica, incrustaciones..., si no se! trabaja a la temperatura adecuada. MADRID! LUBRICACIÓN! Tiene por objeto la formación de una película de aceite para conseguir que las superficies rozantes no se sobrecalienten, pudiendo llegar! a provocar averías.! Existen diferentes sistemas de lubricación:!! Por dosificación o mezclado con el combustible. Se usa en motores de 2 tiempos, normalmente fueraborda. El aceite se!! mezcla con el combustible a una proporción de 1% hasta el 5% dentro del depósito.!! Por barboteo, chapoteo o salpicadura: actualmente en desuso. Una pequeña cucharilla colocada en la cabeza de la biela!! lanza el aceite del cárter por las diferentes partes del motor.!! A presión forzada: Por medio de una bomba, el aceite es impulsado desde el cárter a través de unos orificios y tuberías!! hasta los diferentes puntos de fricción existentes en el motor.! PARADA! Tiene una especial importancia la manera de parar el motor, para dejarlo todo en orden para la próxima salida, así como para la! longevidad del motor.!! Antes de parar el motor dejarlo en punto muerto un periodo corto de tiempo.!! Apagar el interruptor, la llave de encendido o estrangulador en un motor diésel.!! Cerrar grifos de fondo y suministro del combustible.!! Desconectar baterías.!! Limpiar la sentina para evaluar posibles fugas posteriores.!! Comprobar que las baterías se han cargado correctamente. 7.4 Mandos de maniobra, potencia e instrumentos de control del motor.! Los instrumentos de control del motor son los distintos relojes y manómetros que nos permitirán evaluar el buen funcionamiento del! motor, indicándonos mediante unos testigos luminosos o acústicos las posibles averías.!! Cuentarrevoluciones: nos indica el nº de vueltas o revoluciones por minuto que disponemos en aquel momento en el motor.!! Cuenta las vueltas que efectúa el cigüeñal.!! Temperatura: Nos indica la temperatura del circuito de refrigeración medido en Centígrados o Fahrenheit, mediante un!! termostato que abre o cierra el circuito en función de la temperatura del motor!! Presión del Aceite: Es un manómetro que nos indica en kg/cm2 la presión de aceite del circuito de lubricación del motor.!! Voltímetro: Nos indica en voltios el nivel de carga disponible en las baterías.!! Amperímetro: Indica la carga que suministra la alternadora a las baterías medida en amperios.!! Pulsador o estrangulador de paro: Corta el suministro de carburante en un motor diésel, parando el funcionamiento del!! motor.!! Llave de contacto: Actúa como interruptor que, accionándolo pone en funcionamiento el motor de arranque para poner en!! marcha nuestro equipo propulsor.!! Rueda del Timón: A modo volante, actúa sobre la mecha del timón haciendo evolucionar nuestra embarcación hacia una u!! otra banda cuando disponemos de arrancada.!! Mando a distancia o mando Morse: Funciona como el acelerador del motor, actúa mediante unos cables sobre el carburador!! o sobre la bomba de inyección en los motores diésel. Tiene tres posturas:!!! Accionando la palanca hacia delante, introduce la marcha avante poniendo en funcionamiento la hélice, cuando!!! más empujemos el mando, entra más suministro de combustible en el motor, aumentando la velocidad de la!!! embarcación.!!! En el centro, el motor está en funcionamiento, pero los engranajes del cambio están embragados y por tanto la!!! hélice no dará vueltas, estará en punto muerto.!!! Accionando la palanca hacia atrás, engrana la inversión de la marcha del motor haciendo que la embarcación!!! navegue marcha atrás.!! Indicador de niveles en los tanques: Indica la cantidad de litros de combustible y/o agua disponible.

6 !! Interruptores: En el cuadro de interruptores se encuentran los de Extractor de gases de la sala de motores, Luces de!! navegación, Luz de fondeo, Luz interior, Bomba de sentina, Bomba de agua dulce...!! Desconectador de baterías: Corta el suministro eléctrico a toda la instalación. (Elemento de seguridad).! OTROS INSTRUMENTOS DE AYUDA A LA NAVEGACIÓN!! Compás: Brújula náutica que nos orienta en el rumbo elegido para dirigirnos a un punto u otro. El rumbo está indicado en la!! rosa náutica por una aguja.!! Sonda o Profundímetro: mediante un transductor que emite unas ondas hacia el fondo del mar, se visualiza en un indicador,!! la profundidad en metros disponibles bajo la quilla.!! Corredera: Mecanismo situado en el casco y conectado a un instrumento electrónico que nos indica la velocidad del barco en!! nudos. 7.5 Sistema eléctrico. Breve descripción: Baterías de servicio y de arranque, cuadro de interruptores y fusibles. Cuidado y mantenimiento de las baterías.! El sistema eléctrico se compone desde el inicio de la alternadora que cargará de corriente a las baterías las cuales la acumularán para! distribuirla por los diferentes circuitos. El circuito de corriente continua de 12 a 24 voltios nos sirve para el arranque de los motores y es la! encargada del suministro de todos los aparatos de a bordo.! Un segundo circuito de 220voltios con toma a tierra es la encargada de suministrar la corriente a las baterías y cargarlas cuando la! embarcación está amarrada a puerto. Si disponemos de un generador de 220 voltios usaremos dicha instalación cuando naveguemos.! Descripción de la instalación básica de 12 a 24 v.: El alternador suministra corriente a las baterías, que pueden ser de una sola unidad! para todo o de varias: una exclusivamente para el arranque del motor, otra para el circuito de servicios y una tercera para el molinete del! ancla. Esta corriente pasa por unos desconectadores de baterías que sirven para interrumpir su flujo en un momento dado, posteriormente! la corriente se filtra por un cuadro eléctrico, con interruptores, fusibles y control de carga, para distribuir la corriente por toda la! embarcación.! En una instalación básica con toma tierra a 220v. El funcionamiento es similar; la corriente pasa de la toma a tierra situada en el amarre! a un cargador de baterías e inversor 220v. a 12 o 24v. para que las baterías acumulen la carga eléctrica. Asimismo a través del cuadro! eléctrico con sus interruptores y fusibles, la corriente se reparte a los distintos aparatos de 220 v.! El alternador proporciona corriente alterna y dispone en sus terminales de salida de un puente de diodos rectificadores que transforman! esa corriente alterna en continua de 12 a 24v. para alimentar los diferentes servicios de a bordo y además acumular la carga perdida por la! batería.! La batería recibe y guarda la corriente de la dinamo. Formada por unos vasos que contienen ácido sulfúrico y agua destilada, llamado! electrolito. La densidad del electrolito se mide con el densímetro. Las baterías debemos rellenarlas cuando sea necesario de agua! destilada, nunca de ácido sulfúrico! NORMAS Y PRECAUCIONES EN EL MANEJO DE LOS MOTORES! Para el manejo de un motor se deben de seguir una serie de precauciones que eviten un posible accidente:!! En un motor en funcionamiento evitar introducir las manos en las piezas giratorias.!! No tocar el motor sin guantes por la alta temperatura de sus componentes.!! No abrir los depósitos que contengan líquidos o aceites hasta que no estén suficientemente fríos,para así evitar que nos!! pueda salpicar.!! No fumar ni manejar fuegos que puedan producir una chispa cerca del motor o tanque de combustible.!! No tocar el sistema eléctrico de un motor en funcionamiento, ya que parte de su instalación es de alto voltaje.!! Evitar salpicaduras en nuestro cuerpo o vestimenta de combustible, aceite...!! Manejar con cuidado las baterías ya que contienen ácido nocivo para la piel.!! No arrancar el motor ni poner el sistema eléctrico en funcionamiento si sospechamos de la presencia de vapores!! combustibles.!! Mantener el motor y la sentina perfectamente limpios.!! Valorar antes de hacer una reparación los peligros que pudiese acarrear.!! Observar el cumplimiento del manual del motor para su mantenimiento periódico.

7 ! PRECAUCIONES QUE DEBEN ADOPTARSE PARA EL INVERNAJE! Para una buena conservación del motor, durante un largo periodo de inactividad, nos proporcionará una garantía de su funcionamiento! transcurrido el periodo invernal. Conviene proteger y comprobar los siguientes puntos:!! Hacer funcionar el motor en ralentí aspirando agua dulce en una cuba para eliminar las impurezas del agua salada.!! Agotar el combustible del carburador.!! Vaciar y limpiar el depósito del combustible, manteniéndolo lleno, para evitar su oxidación, en un lugar ventilado.!! Desmontar la cola y la bomba del agua, revisar, limpiar los conductos y engrasar todas las partes.!! º Limpiar y secar todos los filtros; evaluar su sustitución.!! Cambiar el aceite.!! Engrasar engranajes y articulaciones.!! Mantener el motor en posición vertical si es un fueraborda sobre un caballete.!! Desconectar los bornes de la batería, recargarla periódicamente y controlarla. Guardarla en un lugar seco y ventilado. 7.6 Precauciones al hacer combustible, prevención de incendios y explosiones.! RIESGOS AL HACER COMBUSTIBLE! El principal riesgo al tomar combustible es el FUEGO, por lo que habrá que tener en cuenta antes del repostaje las posibles perdidas o los! focos de calor en las proximidades, tales como: tubos de escape, cigarrillos encendidos, cortocircuitos, chispas eléctricas, de soldadura o! de otras herramientas, así como partes metálicas muy calientes, etc.! PRECAUCIONES EN EL RELLENO DE COMBUSTIBLE! Antes:!! Para los motores!! Parar los aparatos que puedan hacer chispas (lo mejor es desconectar el interruptor general del cuadro eléctrico!! Apagar cualquier fuego existente, como el de la cocina, cigarrillos encendidos, etc.!! Cerrar portillos y lumbreras para evitar que los vapores entren al interior de la embarcación!! Pedir la cantidad necesaria de combustible para que no rebose el tanque.! Durante:!! Confirmar que el extremo de la manguera haga masa con la boca del tanque, para evitar chispas por descarga de!! electricidad estática.! Después:!! Cerrar correctamente la tapa del tanque!! Secar los posibles derrames de combustible!! Ventilar bien los compartimentos para evitar acumulación de gases. 7.7 Cálculo de la autonomía de la embarcación, en función del consumo hora, la velocidad, la capacidad del depósito y las condiciones meteorológicas.! En una embarcación de motor es necesario llevar el combustible suficiente para las horas que vamos a estar navegando, así como una! reserva mínima del 30%! El consumo del motor lo conoceremos atendiendo a las características e indicaciones del fabricante, teniendo en cuenta que variará en! función de las revoluciones del mismo, así como de las condiciones meteorológicas.! A continuación veremos un ejemplos de calculo de consumo, a modo explicativo:!!

8 ! Ejercicio!! Nos quedan 20 litros de combustible para llegar al puerto que está a 30 millas.!! Sabemos que nuestro barco consume 10 litros/hora, a 2500 r.p.m. y navega a 12 nudos.!! y 6 litros/hora a 2000 r.p.m, navegando a 10 nudos!! Que régimen de r.p.m. debemos utilizar para asegurarnos la llegada a puerto?! Solución!! En el primer caso para recorrer las 30 millas a 12 nudos necesitaríamos 2 horas y media!! Así que si consumimos 10 litros por hora, en 2,5 horas consumiríamos 25 litros, por lo que no tendríamos combustible!! suficiente para llegar a puerto.!! En el segundo caso para recorrer las 30 millas a 10 nudos necesitaríamos 3 horas.!! Así que si consumimos 6 litros por hora, en 3 horas consumiríamos 18 litros, por lo que esta sería la velocidad adecuada para!! llegar a puerto sin problemas.