TEMA 23 AUTOMOVILISMO SEMANA 3.

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1 TEMA 23 AUTOMOVILISMO SEMANA 3

2 Tema 6 LUBRICACIÓN En motor existen una serie de piezas en movimiento continuo que generan fricción entre sí (rozamiento) y generan altas temperaturas. La lubricación (engrase) es necesaria para evitar desgaste prematuro, y la fusión de las superficies en contacto (gripaje). El aceite debe resistir las altas temperaturas del motor sin que se queme y sin que se rompa la película por las presiones ente piezas (cojinetes- cigüeñal, pie biela-bulón, etc.). Además de lubricar las partes en rozamiento sirve como refrigerante Sirve para estancar las juntas, las inevitables y necesarias holguras (pistón- aros- cilindro) evitando fugas presión al cárter. La bomba de presión de aceite, que se compone de dos ruedas dentadas, acoplada al cigüeñal ó al árbol de levas, conduce el aceite a las bielas, a los apoyos del cigüeñal y a las válvulas. La lubricación de las paredes del cilindro y del pistón en su parte inferior, se consigue por la neblina que genera el movimiento del cigüeñal en el cárter lleno de aceite.

3 Sistema de Lubricación
La lubricación también lo preserva de agentes corrosivos procedentes del combustible o de las altas temperaturas. Los lubricantes favorecen un mejor y más silencioso funcionamiento y alargan la vida del motor. Tema 6 Cárter: Parte inferior del motor que contiene entre 3 y 5 litros de aceite. La estanqueidad del conjunto se consigue con juntas sintéticas o materiales blandos (retenes, junta de cárter y culata). Desde el punto de vista ambiental es importante evitar las pérdidas de aceite que suelen aparecer a los 5 años o a los km.

4 Sistemas de engrase Cada fabricante usa el sistema que considera mas adecuado a las características de su motor Los tres sistemas mas usuales: Engrase a presión: La bomba recoge el aceite del cárter y lo distribuye a los puntos más sensibles a través de conductos taladrados en el cigüeñal, o el bloque de cilindros, el árbol de levas, la culata, etc. Engrase por barboteo: Ciertas partes de las piezas en movimiento se diseñan para que dispersen el aceite en el recinto inferior del motor, salpicando y provocando una neblina. Mixto: Es el mas usado. Parte se distribuye a presión y parte lubrica por neblina

5 Sistema de Lubricación
La lubricación llega a: Apoyos cigüeñal y bielas Árbol de levas Surtidores a bulón y parte baja del pistón Eje del turbocompresor

6 Sistema de Lubricación por barboteo
La neblina de aceite que se forma en el cárter debido al movimiento del cigüeñal, dotado de piezas adecuadas y del propio combustible (mejor el gasoil que la gasolina) se encargan de lubricar las paredes interiores del cilindro. Implica situar árbol de levas cerca del cigüeñal para asegurar engrase de levas y empujadores (taqués)

7 Sistema de Lubricación
Elementos del sistema Bomba de aceite: De engranajes o de rotor. Regulador de presión: mantiene la presión en unos límites adecuados Filtro: Evita obstrucciones. Retiene partículas metálicas y emulsiones

8 Sistema de Lubricación Elementos opcionales
Otros elementos opcionales: Manómetro indicador: Siempre un testigo de baja presión Radiador de aceite (altas prestaciones) Tapón de vaciado imantado Ventilación del cárter: Disminuye la contaminación Se conecta al colector de admisión

9 Sistema de Lubricación
Elementos del sistema Disposición de lementos en el motor

10 Sistema de Lubricación - Propiedades del aceite
Aditivos: se añaden para mejorar su comportamiento: reductores rozamiento, detergentes, antioxidantes, etc. Aceites minerales y sintéticos Mineral: extraído por destilación del petróleo Sintético: desarrollado por procesos químicos, seleccionando los elementos que dan mejores propiedades La fluidez es mejor a bajas temperaturas, que es cuando mas sufre un motor Son mas resistentes al calor y mas fácil añadir aditivos específicos Son menos volátiles Diésel y gasolina: exigen diferentes necesidades (mas presión en diésel, implica necesidad de mejores prestaciones del aceite)

11 Sistema de Lubricación - Propiedades del aceite
Viscosidad  Es una medida de la resistencia a moverse por un conducto. Si el aceite es demasiado viscoso cuando el motor está frío, no circulará por su interior. Y si se hace muy poco viscoso cuando está caliente, no proporcionará la protección adecuada a las piezas del motor ¿Qué significan los números del aceite? Vienen indicados con una denominación SAE 0W, 10W, 15W, 20W, 25W (grados de invierno: medidos entre -35 ºC y -10 ºC) 20, 30, 40, 50 y 60 (grados de verano: medidos a T>100 ºC) Aceites monogrado y multigrado Monogrado: Cumple un solo grado SAE de verano o invierno (añade W) Los aceites multigrado tienen dos números para el grado de viscosidad, lo cual indica que pueden mantener el rendimiento del motor a temperaturas altas y bajas. SAE 10W-40 A baja temp. se comporta como SAE 10 y a alta temp. como SAE40

12 Sistema de Lubricación - Ventajas aceites multigrado
Facilitan arranque en frio: garantiza buen engrase cuando motor está frio (dura mas) y mayor vida batería y motor de arranque Eliminan necesidad de cambios de aceite estacionales. P.ej. SAE20 inverno, SAE 40 verano Mejora rendimiento motor a bajas temperaturas: las tolerancias en los motores modernos son cada vez menores, el aceite debe fluir mejor para llegar a las piezas vitales del motor, especialmente la lubricación del turbocompresor y el árbol de levas en cabeza. Se comportan mejor a altas temperaturas: la película de aceite mas resistente ante altas cargas mecánicas, disminuye el desgaste del motor Se consume menos aceite lubricante porque se consigue sellar mejor entre aros y cilindro La temperatura del aceite en cárter es menor: pasar de un SAE40 a un SAE 15W-40 disminuye la temperatura entre 20 y 30 ºC Los aceites se deterioran menos, alargando tiempo entre cambios

13 Sistemas de Refrigeración
Es necesario mantener la temperatura exterior del motor entre los 85º y 95 º C, mientras que en el interior es mucho más elevada (2.000 ºC temperatura combustión hidrocarburos). Dos sistemas de refrigeración: por aire y por agua

14 Sistema de Refrigeración por aire
Empleado en motocicletas y algunos automóviles. El aire refrigera el exterior del motor, que dispone de unas aletas para mejorar el intercambio de calor. En ocasiones, tiene un ventilador que fuerza la circulación de aire. Es un sistema más sencillo, con menos averías, pero más ruidoso (La camisa de agua amortigua el sonido de la explosiones)

15 Sistemas de Refrigeración por agua
Es el sistema más empleado. El agua circula por unos espacios huecos del motor y refrigera los alrededores de los cilindros (camisas) y culata. El agua del circuito se refrigera por medio del radiador, de gran superficie de intercambio, ayudándose de un ventilador eléctrico regulado con un termostato cuando el vehículo está parado. El agua lleva glicerina o alcohol como anticongelante, que rebaja la temperatura de congelación hasta -20ºC. Es necesario estos aditivos porque al congelarse el agua aumenta de volumen, pudiendo romper piezas del motor.

16 Principales elementos:
Sistema de Refrigeración por agua Principales elementos: Cámara de refrigeración. Cavidades alrededor de los cilindros y culata por donde circula agua. Radiador. Elemento donde, por corriente de aire, se enfría el agua que ha refrigerado el motor. Para lograr una gran superficie de intercambio pueden ser: - Tubulares - De panal - De láminas de agua

17 Principales elementos:
Sistema de Refrigeración por agua Principales elementos: Ventilador: activa la corriente de aire Bomba de agua: hace circular el agua. Usualmente centrífuga Manguitos de unión radiador-bloque motor: permiten movimiento entre radiador (fijo) y motor (sobre silentblocks)

18 Sistema de Refrigeración por agua
Ventilador: Una de las partes fundamentales. Su objeto es aumentar la corriente del aire, incluso cuando el vehículo esta parado. Es una hélice movida por una correa acoplada al cigüeñal o motor eléctrico que se activa cuando la temperatura del agua supera cierto valor (80 a 95 ºC). El aire se fuerza a través del radiador, enfriando el agua y la superficie del motor. Para circular dos sistemas: termosifón y bomba de agua Termosifón: el agua caliente (menor densidad) sube y pasa a la parte alta del radiador. Al enfriarse desciende, regresando al bloque y repitiendo el ciclo. Bomba de agua: Se intercala en el circuito y fuerza la circulación del agua. Es mas efectivo.

19 Sistema de Refrigeración
Bomba del agua: Por ser un elemento esencial para el funcionamiento suele estar movida por la correa de distribución

20 Sistema de Refrigeración
Termostato: es una válvula que regula la temperatura del agua. Tiene pieza bimetálica que, según la temperatura se curvará más o menos, abriendo o cerrando el paso del agua al radiador. Al arrancar, (o con temperatura externa baja) el agua solo circula por el motor. Cuando sube la temperatura va abriendo el paso hacia el radiador, para que siempre sea la óptima de funcionamiento. Calefacción: desviando el flujo del agua del motor se calienta el habitáculo.

21 Sistema de transmisión
Sistema encargado de trasladar el movimiento del motor (giro del cigüeñal) a las ruedas. Debe facilitar independizar el giro del cigüeñal del sistema de transmisión. Debe poder modificar la relación de transmisión entre el cigüeñal y las ruedas. Hacer que las ruedas puedan girar a distinta velocidad en las curvas y giros. Hay diferentes tipos de transmisión: Total (4x4): las cuatro ruedas pueden recibir el movimiento, normalmente el movimiento es fijo en las delanteras y a voluntad del conductor son acopladas las traseras, o a la inversa. Delantera: las ruedas delanteras son las que reciben el movimiento (ruedas motrices delanteras) Trasera: Las ruedas motrices son las traseras.

22 Sistema de transmisión delantera
Está formado por los mecanismos que transmiten el movimiento del motor a las ruedas delanteras. Está formado por: Embrague Caja de cambios Diferencial Palieres

23 Sistema de transmisión trasera
El movimiento del cigüeñal se traslada a las ruedas traseras. Está formado por: Embrague Caja de cambios Árbol de transmisión Puente trasero con Diferencial Palieres

24 Sistema de transmisión 4x4
Está formado por los mecanismos que transmiten el movimiento del motor a las cuatro ruedas. Elementos: Embrague Caja de cambios Árbol de transmisión Diferencial Central Semieje delan-tras Diferencial delant-tras Palieres

25 Sistema de transmisión
Embrague: Permite aislar el movimiento giratorio del cigüeñal de la caja de cambios cuando se quiere cambiar de velocidad de marcha o parar. Suelen ser de tipo de fricción, que facilita un acoplamiento suave. Situado en cavidad del volante del motor, entre el motor y la caja de cambios. Tipos: monodisco de muelle, discos múltiples, hidráulicos, electromagnéticos, automático y turbo-embrague.

26 Sistema de transmisión
Caja de cambios: Encargada de variar la relación de transmisión entre el cigüeñal y las ruedas, en función de las necesidades, con la finalidad de aprovechar al máximo la potencia del motor (2000 a 4000 rpm). Sirve para aprovechar la potencia máxima de motor, sirve para transmitir mayor o menor velocidad de giro a las ruedas. Consta de una serie de ruedas dentadas de distinto tamaño que, al engranarse entre sí, giran a distinta velocidad. .

27 Sistema de transmisión
Caja de cambio - Componentes: caja metálica o carcasa eje primario eje secundario eje intermedio piñón o engranaje de giro palanca de mando y horquillas Para reducir ruidos y desgastes innecesarios los engranajes no son rectos, sino helicoidales y se usan sincronizadores para igualar velocidades.

28 Sistema de transmisión
(5) Elementos de la caja de cambio: Carcasa Eje primario (1) Eje secundario (2) Eje intermediario o contraeje (3) Piñón o engranaje de giro. (4) Palanca de mando y horquillas (5) (2) (1) (4) (3)

29 Sistema de transmisión
Tipos de cajas de cambios: Manuales: accionada manualmente mediante la palanca de cambio. Cambio automático: Los cambios se efectúan en función de la velocidad del motor, de la velocidad del vehículo y de la posición del acelerador. - El cambio está precedido de un embrague hidráulico o convertidor de par. - Aunque no tiene pedal de embrague, sí tiene palanca selectora del modo: posición de adelante, atrás, parking.

30 Árbol de transmisión y puente trasero
Transmite el movimiento de la caja de velocidades al conjunto diferencial, en el puente trasero. Está constituido por una pieza alargada y cilíndrica, que va unida por uno de los extremos al eje secundario de la caja de cambios, y por el otro al piñón del diferencial.

31 Diferencial Su función es permitir que en las curvas los ejes de las ruedas puedan girar a diferente velocidad. El giro del árbol de transmisión se comunica al eje trasero mediante el piñón de ataque verde que hace girar la corona azul. Esta corona arrastra dos piñones marrones, que pueden girar libres sobre sus ejes. Estos piñones engranan con los dos palieres azul y rojo Si las dos ruedas giran a distinta velocidad, los piñones marrones giran sobre si mismos, permitiendo transmitir par motor a diferentes velocidades.

32 Diferencial Cuando las dos ruedas van a la misma velocidad...
Los piñones marrones (ahora verde claro) no giran sobre su eje, pero acompañan el movimiento de la corona verde oscuro... Arrastran los palieres de las dos ruedas a la misma velocidad

33 Tema 9 Suspensión La suspensión sirve para amortiguar las irregularidades de la carretera. Aumenta la comodidad Está constituida fundamentalmente por: neumáticos resortes o muelles amortiguadores barras estabilizadoras.

34 Suspensión RESORTES O MUELLES. Colocados entre el bastidor y lo más próximo a las ruedas, recogen directamente las irregularidades del terreno, absorbiendo la energía mecánica por deformación temporal. TIPOS: Ballestas. Varias láminas de acero, con diferentes longitudes unidas con pasador central. Se usan en vehículos de mucho peso. Muelles helicoidales. En función diámetro el hilo y del resorte y las características se puede ajustar la elasticidad. Necesitan otros elementos de sujeción: bielas y tirantes. Barras de torsión. Usadas en suspensiones independientes traseros y alguna delantera. En remolques se

35 Suspensión y Amortiguadores
Son los encargados de disminuir (absorber) las oscilaciones de los muelles. También aseguran el contacto permanente entre neumáticos y carretera. TIPOS: De fricción. Poco usados en actualidad. Hidráulicos. Giratorios, de pistón o telescópicos. Se basan en aceite que circula por galerías limitadas.

36 Suspensión: barras estabilizadoras
Al tomar las curvas el coche se inclina hacia el lado exterior, obligado por la fuerza centrífuga. Paro contener esa tendencia se usan los estabilizadores. Están formados por una barra de acero doblada, unida por el centro al bastidor mediante unos puntos de apoyo sobre los que puede girar En los extremos se une a cada uno de los brazos inferiores de los trapecios. La elasticidad del material trata de mantener los tres lados en el mismo plano.

37 Tipos de Suspensión Rígidas: en las que la suspensión de una rueda va unida a la otra mediante un eje rígido, se transmiten las vibraciones de una rueda a la otra. Muchos ejes traseros de camiones, furgonetas, etc. 2) Semirrígidas: similares a las suspensiones rígidas pero con menor peso no suspendido. 3) Suspensiones Independientes: en esta disposición las ruedas tienen una suspensión independiente para cada una de ellas. No se transmiten las oscilaciones. Variantes: Suspensión de eje oscilante. Suspensión de brazos tirados . Suspensión McPherson…. Suspensión de paralelogramo deformable. Suspensión multibrazo (multilink).

38 Suspensión y Árbol de transmisión
Los desplazamientos de la suspensión requiere un elemento de conexión en el árbol de transmisión que admita variaciones de alineación: junta cardan y de distancia: telescópico

39 Suspensión y Árbol de transmisión
Los desplazamientos de la suspensión requiere un elemento de conexión en el árbol de transmisión que admita variaciones de distancia: telescópico Por la geometría de las juntas cardan, las velocidades de los dos ejes no son constantes en todo momento, que varian con el ángulo girado. Provoca aceleraciones y deceleraciones: esfuerzos en los elementos conectados

40 Sistema de transmisión- Juntas homocinéticas
Para evitar el inconveniente de las juntas Cardan se montan homocinéticas Dos tipos: Doble cardan: el aumento de velocidad que provoca la primera lo compensa la otra. Así los ejes extremos giran a misma velocidad. Ocupan mucho espacio Homocinética Glaencer-Spicer. (igual velocidad) Similar a anterior pero comparten uno de los ejes, por lo que ocupan menos espacio.

41 Sistema de transmisión- Juntas homocinéticas
Homocinética Rzeppa. (o de bolas). La mas usada Suelen ir combinadas: Glaenzer en lado caja de cambios y Rzeppa en el lado rueda. Homocinética Tracta. Diseño muy sencillo, fácil de fabricar (de los años 1920). Ángulo efectivo limitado a 45º. Problemas de rozamiento con pares elevados