Sistema de admisión de aire y escape

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1 Pantalla anterior Producto: BACKHOE LOADER Modelo: 416E BACKHOE LOADER LMS Configuración: 416E Backhoe Loader Single Tilt LMS00001-UP (MACHINE) POWERED BY C4.4 Engine Bienvenido: r080ca12 Operación de Sistemas 3054C Motores para máquinas fabricadas por Caterpillar Número de medio -RSNR Fecha de publicación -01/05/2015 Fecha de actualización -30/11/2016 Sistema de admisión de aire y escape SMCS i Ilustración 1 Sistema de admisión de aire y escape (ejemplo típico) g (1) Múltiple de escape (2) Múltiple de admisión (3) Cilindros del motor (4) Admisión de aire (5) Rueda del compresor del turbocompresor (6) Rueda de la turbina del turbocompresor (7) Salida del escape Los motores aspirados naturalmente hacen entrar aire del exterior a través de un filtro de aire directamente al múltiple de admisión (2). El aire fluye del múltiple de admisión a los cilindros del motor (3). El combustible se mezcla con el aire en los cilindros del motor. Después de que se produzca la combustión del combustible 1/5

2 en el cilindro del motor, los gases de escape salen directamente al aire exterior a través del múltiple de escape (1). Los motores con turbocompresión hacen entrar aire del exterior a través de un filtro de aire a la admisión de aire (4) del turbocompresor. La rueda del compresor del turbocompresor (5) genera la succión. Después, la rueda del compresor del turbocompresor comprime el aire. El aire fluye por el múltiple de admisión (2) que distribuye el aire de modo uniforme a cada cilindro del motor (3). El aire entra en el cilindro del motor (3) durante la carrera de admisión del pistón. A continuación, el aire se mezcla con el combustible de las boquillas de inyección. Cada pistón tiene cuatro carreras: 1. Admisión 2. Compresión 3. Potencia 4. Escape La secuencia de las carreras de todos los pistones en todos los cilindros del motor proporciona un flujo constante de aire al sistema de admisión durante la operación del motor. La carrera de escape y la sincronización del mecanismo de válvulas empujan los gases de combustión fuera de la válvula de escape abierta a través del múltiple de escape (1). Los gases de escape pasan por las hojas de la rueda de la turbina del turbocompresor (6), lo que hace que la rueda de la turbina y la rueda del compresor giren. A continuación, los gases de escape fluyen a través de la salida de escape (7) del turbocompresor al exterior. El sistema de admisión de aire está equipado también con un sistema de ventilación del cárter. Las carreras de admisión de los pistones hacen entrar aire atmosférico al cárter. Turbocompresor El turbocompresor aumenta la temperatura y la densidad del aire que se envía a los cilindros del motor. Esto hace que se produzca antes una temperatura de encendido inferior en la carrera de compresión. La carrera de compresión se sincroniza también de forma más precisa con la inyección de combustible. El aire sobrante reduce la temperatura de la combustión. Este aire sobrante también proporciona un enfriamiento interno. El turbocompresor mejora los siguientes aspectos del funcionamiento del motor: Mayor producción de potencia. Mayor eficiencia de combustible. Mayor par motor. Mayor durabilidad del motor. Menores emisiones del motor. 2/5

3 Ilustración 2 Componentes de un turbocompresor (ejemplo típico) g (8) Admisión de aire (9) Caja del compresor (10) Rueda del compresor (11) Cojinete (12) Orificio de admisión de aceite (13) Cojinete (14) Caja de la turbina (15) Rueda de turbina (16) Salida del escape (17) Orificio de salida de aceite (18) Entrada del escape Hay un turbocompresor instalado entre los múltiples de admisión y escape. Los gases de escape que circulan a través de la entrada al escape (18) impulsan el turbocompresor. La energía de los gases de escape hace girar la rueda de la turbina (15). Después, los gases de escape salen por la caja de la turbina (14) a través de la salida del escape (16). La rueda de la turbina y la rueda del compresor (10) están instaladas en el mismo eje. Por lo tanto, la rueda de la turbina y la rueda del compresor giran a la misma velocidad (rpm). La rueda del compresor está encerrada dentro de la caja del compresor (9). La rueda del compresor comprime el aire de admisión (8). El aire de admisión entra en los cilindros del motor a través de las válvulas de admisión de los cilindros. 3/5

4 El aceite del conducto principal del bloque de motor circula por el orificio de admisión de aceite (12) para lubricar los cojinetes del turbocompresor (11) y (13). El aceite presurizado atraviesa la caja del cojinete del turbocompresor. El aceite vuelve a través del orificio de salida de aceite (17) hacia el colector de aceite. Algunos turbocompresores tienen una válvula de descarga de los gases de escape. Esta válvula de descarga de los gases de escape está controlada por la presión de refuerzo. Esto permite que parte del escape no pase por el turbocompresor a velocidades más altas del motor. La válvula de descarga de los gases de escape es un tipo de válvula de charnela que se abre automáticamente a un nivel preajustado de la presión de refuerzo para permitir que el gas de escape circule alrededor de la turbina. La válvula de descarga de los gases de escape permite que el diseño del turbocompresor sea más eficaz a velocidades más bajas del motor. Dispone de un diafragma que controla la válvula de descarga de los gases de escape. Un lado de este diafragma está abierto a la atmósfera. El otro lado de este diafragma está abierto a la presión del múltiple. El control de la relación aire/combustible está instalado entre el turbocompresor y la bomba de inyección de combustible. El control de la relación aire/combustible realiza las siguientes funciones: Limita el combustible durante la aceleración para evitar un exceso de velocidad. Reduce la generación de humo negro. Aumenta la eficiencia de combustible y disminuye las emisiones para un refuerzo bajo cuando la cremallera de combustible está limitada por una producción de potencia baja. El control de la relación aire/combustible es una pieza que no admite reparaciones. Los ajustes y las reparaciones deben ser llevados a cabo solamente por un distribuidor de Caterpillar. Culata y válvulas Las válvulas y el mecanismo de las válvulas controlan el paso del aire y de los gases de escape a los cilindros durante la operación del motor. El conjunto de culata de cilindro tiene dos válvulas por cilindro. Cada válvula tiene un resorte de válvula. Los orificios de las válvulas de admisión están en el lado izquierdo de la culata de cilindro. Los orificios de las válvulas de escape están en el lado derecho de la culata de cilindro. Hay casquillos de asiento de válvula de acero en la culata de cilindro para las válvulas de admisión y escape. Se pueden reemplazar los casquillos de asiento de válvula. Las válvulas se mueven a lo largo de unas guías. Las guías de válvula se pueden reemplazar. La guía de la válvula de escape tiene un abocardado para evitar el atascamiento del vástago de la válvula. La acumulación de carbón debajo de la cabeza de la válvula puede causar el atascamiento del vástago de la válvula. Las válvulas de admisión y escape se abren y se cierran debido a la rotación y al movimiento de los siguientes componentes: Cigüeñal Árbol de levas Levantaválvulas Varillas de empuje Balancines Resortes de válvula El engranaje del árbol de levas impulsa el engranaje del árbol de levas. El árbol de levas y el cigüeñal están sincronizados entre sí. Cuando el árbol de levas gira, los levantaválvulas se mueven hacia arriba y hacia abajo. Las varillas de empuje mueven los balancines. El movimiento de los balancines abre las válvulas. La 4/5

5 apertura y el cierre de las válvulas están sincronizados por la secuencia de encendido del motor. Los resortes de válvula vuelven a empujar las válvulas a la posición cerrada. Copyright Caterpillar Inc. Todos los derechos reservados. Red privada para licenciados del SIS. Fri Sep :11:41 GMT-0500 (Hora est. Pacífico, Sudamérica) r080ca12 5/5