INTRODUCCIÓN A LA TECNOLOGÍA DEL AUTOMÓVIL – Módulo 5

En esta lección se van a explicar:

    • La lubricación del motor:
      • Objetivos, elementos y funcionamiento
      • El nivel de aceite
      • Informaciones para el conductor en el cuadro de instrumentos
      • Mantenimiento; cambio de aceite y filtro
      • Características del aceite
    • Refrigeración por líquido del motor:
      • Las explosiones o combustiones generan calor que hay que controlar; componentes y funcionamiento de la refrigeración por líquido
      • Mantenimiento; cambio del líquido de refrigeración
    • El sistema de escape:
      • La línea de escape y los silenciadores

Lubricación del motor

Lubricación

El motor está en funcionamiento:

    • El aceite de lubricación está en el cárter, es su depósito
    • Con la varilla se mide el nivel de aceite en el cárter, con el motor parado
    • La bomba de aceite es accionada por el cigüeñal y succiona el aceite del cárter…
    • … enviándolo al filtro de aceite donde se limpia
    • Desde el filtro el aceite sigue a presión por el circuito de engrase llegando a todos los elementos del motor que necesitan ser lubricados
    • Un sensor de presión hace apagarse el testigo del cuadro indicando que ya hay presión de aceite con el motor en marcha

Objetivos de la lubricación:

    • Reducir desgaste y fricciones entre los elementos que rozan entre sí intercalando una película de aceite entre las superficies de fricción

Mantenimiento:

    • Con el uso y el paso del tiempo se va degradando y oxidando el aceite por diversos aspectos; variaciones de temperatura, presión entre los elementos que engrasa, acumulación de residuos de la combustión, dilución de combustible, sobre todo en frío y aceleraciones y la acumulación de humedad, son los desgastes principales.
    • El filtro de aceite se va saturando de impurezas y suciedad, que acumula para que no lleguen al circuito de engrase
    • Se ha de cambiar periódicamente el aceite y su filtro:
      • Por distancia recorrida y tiempo trascurrido, pues aunque el automóvil circule poco, el aceite está en contacto con la humedad ambiental estando el motor parado
      • Mantenimiento variable adaptativo; el uso del automóvil y estilo de conducción afectan a la degradación del aceite, mediante controles que valoran la utilización del automóvil se puede prever el momento adecuado para sustituir aceite y filtro

Nivel de aceite e informaciones en el cuadro de instrumentos

Es un motor transversal de 4 cilindros en línea en funcionamiento:

    • Se ve como el aceite baja de nivel en el cárter al hacer la función lubricante
    • Se para el motor y el aceite va cayendo al cárter

Identificación de elementos:

    • Cárter del motor con aceite
    • Bomba de aceite accionada por el cigüeñal
    • Filtro de aceite para limpiar el lubricante
    • Circuito de engrase para distribuir el aceite a presión y limpio por el motor
    • Tapón de vaciado de aceite en el cárter
    • Varilla de control del nivel de aceite

Control del nivel de aceite:

    • En piso llano y con el motor parado al menos media hora
    • Ha de estar el nivel entre las marcas de máximo y mínimo

El aceite se repone quitando el tapón sobre la culata.

Información en el cuadro del nivel de aceite:

    • El testigo  de presión de aceite está encendido con el contacto puesto y el motor parado para apagarse al arrancar; puede indicar nivel bajo de aceite, en fase intermitente según marcas y modelos
    • Se puede contar con un indicador específico del nivel de aceite que informa al poner el contacto, mediante informaciones progresivas o por un testigo que se enciende con nivel bajo, se ha utilizado el de presión de aceite en color naranja

Características del aceite

El aceite ha de lubricar en condiciones diferentes según el tipo de motor y sus particularidades, además está en contacto con residuos químicos que le van degradando. Por estas razones incorpora aditivos que lo adaptan a las condiciones de utilización.

Durante la puesta en marcha del motor en frío y en fase de calentamiento es más difícil lograr que el motor esté bien engrasado.

Por estas razones los aceites tienen diferentes características, según las temperaturas de trabajo y calidad, son estas:

    • SAE; determinan su adaptación térmica en dos situaciones:
      • Para el arranque en frío según el clima de la zona; es el primer dato con una o dos cifras y la sigla ”W” (Winter = invierno); cuanto menor sea el número más frío soporta el aceite, en los ejemplos hay aceites 0W, 5W, 10W, 15W y 20W ordenados de menor a mayor temperatura en frío. Cuanto más bajo sea el dato que acompaña a la W más fluido es el aceite en frío, lo que puede ser necesario para determinados motores aunque la temperatura ambiental no sea demasiado baja, es el caso de los sobrealimentados por turbocompresor
      • Para la temperatura máxima prevista de funcionamiento; es el segundo dato con dos cifras, en los ejemplos 30 y 40
    • ACEA; es la homologación de calidad europea:
      • A para motores de gasolina y la cifra a continuación indica la evolución del motor en alimentación de gasolina y sistemas anticontaminación, en el ejemplo A2, A3, A4 y A5
      • B para motores diésel y la cifra que sigue indica la tecnología de inyección y los complementos anticontaminación, en este ejemplo B2, B4 y B5
      • C indica que el aceite es bajo en cenizas y adecuado para motores con filtro antipartículas (anticontaminación), la cifra a continuación informa de la evolución técnica del motor

Algunas marcas de automóviles tienen homologaciones propias del aceite para sus motores, que se han de indicar en los envases del lubricante.

Se han de respetar las características del aceite.

Resumen

    • Lubricación del motor; objetivo, elementos y funcionamiento
    • Cómo se ha de comprobar el nivel de aceite
    • Informaciones para el conductor en el cuadro de instrumentos
    • Mantenimiento de la lubricación; cambio de aceite y filtro
    • Las características del aceite por temperatura y calidad

Refrigeración

Refrigeración por líquido

Se ve el motor en funcionamiento. Las explosiones generan calor que se ha de disipar para mantener la temperatura en valores adecuados que no provoquen daños en el motor. Estos son los componentes y funcionamiento de la refrigeración por líquido:

    • Cámara de refrigeración; rodea las zonas calientes del motor y contiene líquido de refrigeración
    • Radiador; situado frente a la marcha por su interior circula el líquido de refrigeración que se enfría por el aire de la marcha
    • Electroventilador; fuerza el paso del aire a poca velocidad o con el automóvil parado y motor en marcha
    • Manguitos; son tubos flexibles de goma que conectan los diferentes componentes del sistema de refrigeración
    • Termostato; está en la salida superior del motor y actúa como un grifo, manteniendo cortado el circuito con el motor frío
    • Bomba de agua; es accionada por el cigüeñal mediante una correa exterior de accesorios. Puede ser arrastrada por la correa de distribución como se vio en el anterior capítulo. La bomba adapta el caudal de circulación del líquido de refrigeración a las RPM de giro del motor
    • Vaso de expansión y válvulas; el líquido de refrigeración aumenta de volumen al calentarse, se recoge este incremento en el vaso de expansión que regula con una válvula la sobrepresión
    • El motor se va calentando haciendo que abra el termostato, así se reduce el tiempo de funcionamiento en frío; el líquido de refrigeración llega al radiador, baja de temperatura y retorna de nuevo al motor para refrigerarlo
    • El nivel del vaso expansor sube y abre la válvula de sobrepresión
    • Si es necesario se pone en marcha el electroventilador
    • Se para el motor, el líquido de refrigeración se va enfriando disminuyendo de volumen, la otra válvula del vaso de expansión abre para que entre aire que compense la presión del circuito

A continuación se identifican los elementos que han intervenido:

    • Cámara de refrigeración
    • Radiador
    • Electroventilador
    • Manguitos
    • Termostato
    • Bomba de agua
    • Vaso de expansión con válvulas de presión
    • Testigo de sobrecalentamiento del motor; se enciende si se supera la temperatura de seguridad. Se ha de parar el motor inmediatamente
    • Indicador de temperatura, si el automóvil lo lleva indica la temperatura del motor
    • Mantenimiento de la refrigeración por líquido; consiste en sustituir periódicamente líquido de refrigeración

Resumen

    • El sistema de refrigeración por líquido, elementos, funcionamiento, particularidades y mantenimiento

Sistema de escape

El sistema de escape

Los gases de escape salen del motor a muy elevada temperatura, con mucha inercia y presión, lo que provoca ruidos que se han de reducir, es la función del sistema de escape. Se ve sobre un automóvil con motor longitudinal delantero de cuatro cilindros en línea y propulsión (tracción trasera) con el acelerador, la mariposa de gases y el inyector de combustible:

    • Colector de escape; son los tubos de salida del motor
    • Línea de escape; recoge los gases de escape de los colectores y los dirige al exterior pasando por:
      • El flector; es flexible para compensar los movimientos del motor con relación al escape por su inercia de funcionamiento y trabajo de las suspensiones
      • Silenciador 1 y silenciador 2; son carcasas con tabiques decalados en su interior. De silenciador 2 salen los gases de escape al exterior
      • La línea de escape está sustentada bajo la carrocería por bridas elásticas de goma para actuar como suspensión reduciendo vibraciones
      • Se ve el filtro de aire en la entrada de los colectores de admisión y el inyector de combustible
      • Se identifican los elementos que se han explicado
    • El motor se pone en marcha y se representa la salida de los gases de escape, apreciando los efectos de los silenciadores obligando a hacer un recorrido laberíntico a los gases que reducen su velocidad y ruido
    • Funciones del sistema de escape:
      • Expulsar los gases quemados sin filtrarlos al habitáculo; el conjunto ha de ser totalmente estanco
      • Oponer poca resistencia a la salida de los gases quemados; para no afectar al rendimiento del motor
      • Reducir el nivel sonoro; es una de sus principales funciones
    • Desgastes del sistema de escape:
      • Corrosión interna por condensación de agua; con el motor parado el aire ambiente con la humedad que contiene, entra en el sistema de escape, lo que puede ocasionar oxidación y corrosión de los componentes, especialmente los silenciadores pues en su parte baja se acumula el agua
      • Elevadas temperaturas; los gases quemados salen muy calientes sometiendo a los componentes del escape a fuertes exigencias térmicas que han de soportar manteniendo la estanqueidad del conjunto asumiendo las dilataciones y contracciones
      • Sujeción, grietas y fisuras; las duras condiciones de trabajo del sistema de escape les somete además a vibraciones que controla el sistema de sujeción elástica bajo la carrocería, para evitar torsiones y flexiones que lleguen a provocar fugas y roturas
    • Color del humo de los gases de escape; ha de ser incoloro pero si hay alguna incidencia puede tener determinados colores que dan pistas sobre las causas:
      • Blanco; se forma vapor con el agua condensada en el escape con el motor parado largo tiempo, sobre todo en ambientes húmedos, esta situación dura un corto periodo de tiempo. Si con el motor caliente sale humo blanco por el escape, lo más probable es que entre al motor líquido de refrigeración por falta de estanqueidad en la junta de culata
      • Azul; es claro y se puede confundir con el blanco. Indica que el motor quema aceite en la explosión o combustión
      • Negro; es debido a exceso de combustible que no se quema adecuadamente

El sistema de escape en automóviles sin catalizador (antes de 1.991)

Desde el año 1991 se incorporaron en el escape elementos para cumplir las directivas anticontaminación, hasta entonces el sistema de escape estaba compuesto por los colectores, la línea de escape con uno o más silenciadores y el sistema de sujeción elástico en los bajos de la carrocería. En estos automóviles anteriores a 1991 se representan los silenciadores; en el modelo de la imagen superior son tres y en el de la inferior dos.

El sistema de escape en automóviles

Desde 1.991 ha sido necesario el catalizador primero en los motores de gasolina y después en los diésel.

En este automóvil se representan tres silenciadores, pero en realidad el primero es un catalizador que al realizar su función anticontaminante también reduce el ruido de salida de los gases.

Resumen

    • El sistema de escape; colectores, línea de escape, silenciadores y sujeción elástica, en automóviles anteriores a 1991 sin complementos anticontaminación

 

Repaso de este módulo

 

    • El aceite está en el cárter 1
    • … la bomba de aceite lo succiona aumentando su presión 2
    • … enviándolo a presión al filtro de aceite donde se limpia 3
    • … al haber presión de aceite se apaga el testigo del cuadro 4
    • … el aceite continua por el circuito de engrase 5
    • … lubrica los apoyos del cigüeñal en el bloque 6
    • … y a los apoyos de las bielas en el cigüeñal 7
    • … una derivación del circuito de engrase 5 llega hasta la culata para lubricar las válvulas y el o los árbol/es de levas 8

 

    • La identificación SAE es para las condiciones térmicas de trabajo del motor y no se incluye en la pregunta
    • La identificación ACEA indica el tipo de motor, gasolina (A) o diésel (B), su evolución técnica y los sistemas anticontaminación que equipa
    • El aceita ACEA A3 es para gasolina con evolución técnica y de anticontaminación de hace ya unos años, por lo que puede ser válido para este motor según sean sus especificaciones. Al ser también ACEA B5 este aceite es adecuado para diésel, y la especificación C es para filtro antipartículas que equipa este motor, con la evolución 4
    • El otro aceite es ACEA A (gasolina) y 5 indicado para motores de gasolina más evolucionados en los aspectos técnico y anticontaminante

 

Para medir el nivel de aceite el motor ha de estar parado al menos media hora y en llano:

    • 1. No, al estar el automóvil en rampa de subida
    • 2. No, está inclinado hacia la izquierda (desde el punto de vista del conductor)
    • 3. No, está inclinado hacia la derecha
    • 4. No, está en rampa de bajada y además el motor está caliente
    • 5. Si, está en llano y el motor frío, la medición del nivel de aceite es correcta
    • 6. No, está en llano pero con el motor caliente

Sistema de refrigeración por líquido en el automóvil

En este automóvil con motor delantero longitudinal de cuatro cilindros en línea se representan los componentes del sistema de refrigeración y su funcionamiento. En cada texto se resalta su situación en el sistema:

    • Arrastre de la bomba de agua; mediante correa exterior de accesorios en este automóvil
    • Cámara de refrigeración rodeando las zonas calientes del motor
    • Válvulas del vaso de expansión; de sobrepresión y depresión para asumir las variaciones de volumen del líquido al calentarse y enfriarse
    • Testigo de sobrecalentamiento; se ha de parar el motor

Indicador de temperatura del motor:

    • Electroventilador
    • Sensor de temperatura; para el testigo de sobrecalentamiento e indicador de temperatura, pueden ser independientes
    • Bomba de agua; arrastrada por la correa exterior de accesorios
    • Termostato; cierra el circuito con el motor en fase de calentamiento para abrir después
    • Radiador; frente a la marcha enfría el líquido que circula por su interior con el aire que le atraviesa por el exterior
    • Vaso de expansión; acumula el volumen adicional del líquido al calentarse manteniendo la presión por sus válvulas
    • Termocontacto; controla el funcionamiento del Electroventilador según la temperatura de salida del líquido del radiador hacia el motor
    • Manguitos; son las conexiones flexibles entre los diferentes elementos del circuito de refrigeración
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