lunes, 14 de diciembre de 2009

Como funciona el "turbocompresor"

Los turbocompresores tienen la particularidad de aprovechar la fuerza con la que salen los gases de escape para impulsar una turbina colocada en la salida del múltiple de escape. Dicha turbina se une mediante un eje a un compresor.

El compresor está colocado en la entrada del múltiple de admisión y con el movimiento giratorio que le transmite la turbina a través del eje común, eleva la presión del aire que entra a través del filtro y consigue que mejore la alimentación del motor. El turbo impulsado por los gases de escape alcanza velocidades por encima de las 100.000 rpm, por lo tanto, hay que tener muy en cuenta el sistema de engrase de los cojinetes donde apoya el eje común de las aletas de la turbina y el compresor. También hay que saber que las temperaturas a las que se va ha estar sometido el turbo en su contacto con los gases de escape van a ser muy elevadas (alrededor de 750 ºC).



Ciclos de funcionamiento del Turbo:

Funcionamiento a ralentí y carga parcial inferior: En estas condiciones las aletas de la turbina son impulsadas por medio de la baja energía de los gases de escape, y el aire fresco aspirado por los cilindros no será precomprimido por la turbina del compresor, simple aspiración del motor.

Funcionamiento a carga parcial media: Cuando la presión en el múltiple de admisión (entre el turbo y los cilindros) se acerca la atmosférica, se impulsa la rueda de la turbina a un régimen de revoluciones más elevado y el aire fresco aspirado por las aletas del compresor es precomprimido y conducido hacia los cilindros bajo presión atmosférica o ligeramente superior, actuando ya el turbo en su función de sobrealimentación del motor.

Funcionamiento a carga parcial superior y plena carga: En esta fase continúa aumentando la energía de los gases de escape sobre la turbina del turbo y se alcanzará el valor máximo de presión en el múltiple de admisión que debe ser limitada por un sistema de control (válvula de descarga). En esta fase el aire fresco aspirado por las aletas del compresor es comprimido a la máxima presión que no debe sobrepasar los 0,9 bar en los turbos normales y 1,2 en los turbos de geometría variable.

Ciclos de funcionamiento del Turb

Los elementos principales que forman un turbo son el eje común (3) que tiene en sus extremos las aletas de la turbina (2) y el compresor (1) este conjunto gira sobre los cojinetes de apoyo, los cuales han de trabajar en condiciones extremas y que dependen necesariamente de un circuito de engrase que los lubrica.

Por otra parte el turbo sufre una constante aceleración a medida que el motor sube de revoluciones y como no hay límite alguno en el giro de la turbina empujada por los gases de escape, la presión que alcanza el aire en el múltiple de admisión sometido a la acción del compresor puede ser tal que sea más un inconveniente que una ventaja a la hora de sobrealimentar el motor. Por lo tanto se hace necesario el uso de un elemento que nos limite la presión en el múltiple de admisión. Este elemento se llama válvula de alivio o válvula waste gate (4).

Regulación de la presión turbo:

Para evitar el aumento excesivo de vueltas de la turbina y compresor como consecuencia de una mayor presión de los gases a medida que se aumenten las revoluciones del motor, se hace necesaria una válvula de seguridad (también llamada: válvula de alivio o válvula waste gate). Esta válvula está situada en derivación, y manda parte de los gases de escape directamente a la salida del escape sin pasar por la turbina.

La válvula de descarga o wastegate esta formada por una cápsula sensible a la presión compuesta por un muelle (3), una cámara de presión y un diafragma o membrana (2). El lado opuesto del diafragma esta permanentemente condicionado por la presión del múltiple de admisión al estar conectado al mismo por un tubo (1). Cuando la presión del múltiple de admisión supera el valor máximo de seguridad, desvía la membrana y comprime el muelle de la válvula despegándola de su asiento. Los gases de escape dejan de pasar entonces por la turbina del sobrealimentador (pasan por el bypass (9)) hasta que la presión de alimentación desciende y la válvula se cierra.

Regulación de la presión turbo

Temperatura de funcionamiento:

Como se ve en la figura las temperaturas de funcionamiento en un turbo son muy diferentes, teniendo en cuenta que la parte de los componentes que están en contacto con los gases de escape pueden alcanzar temperaturas muy altas (650 ºC), mientras que las que están en contacto con el aire de aspiración solo alcanzan 80 ºC.

Estas diferencias de temperatura concentrada en una misma pieza (eje común) determinan valores de dilatación diferentes, lo que produce dificultades a la hora del diseño de un turbo y la elección de los materiales que soporten estas condiciones de trabajo adversas.

El turbo se refrigera en parte además del aceite de engrase, por el aire de aspiración cediendo una determinada parte de su calor al aire que fuerza a pasar por las aletas del compresor. Este calentamiento del aire no resulta nada favorable para el motor, ya que no sólo dilata el aire de admisión de forma que le resta densidad y con ello riqueza en oxígeno, sino que, además, un aire demasiado caliente en el interior del cilindro dificulta la refrigeración de la cámara de combustión durante el barrido al entrar el aire a una temperatura superior a la del propio refrigerante líquido.

Los motores de gasolina, en los cuales las temperaturas de los gases de escape son entre 200 y 300ºC más altas que en los motores diesel, suelen ir equipados con carcasas centrales refrigeradas por agua. Cuando el motor está en funcionamiento, la carcasa central se integra en el circuito de refrigeración del motor. Tras pararse el motor, el calor que queda se expulsa utilizando un pequeño circuito de refrigeración que funciona mediante una bomba eléctrica de agua controlada por un termostato.

Temperatura de funcionamientoIntercooler:

Para evitar el problema del aire calentado al pasar por las aletas del compresor del turbo, se han tenido que incorporar sistemas de refrigeración del aire a partir de intercambiadores de calor (intercooler). El intercooler es un radiador que es enfriado por el aire que incide sobre el coche en su marcha normal. Por lo tanto se trata de un intercambiador de calor aire/aire a diferencia del sistema de refrigeración del motor que se trataría de un intercambiador agua/aire.

Intercooler

El engrase del turbo:

Como el turbo está sometido a altas temperaturas de funcionamiento, el engrase de los cojinetes deslizantes es muy comprometido, por someterse el aceite a altas temperaturas y desequilibrios dinámicos de las dos aletas en caso de que se le peguen restos de aceites o suciedad que producirán vibraciones con distintas frecuencias que entrando en resonancia pueden romper la película de engrase lo que producirá microgripajes.
Además el eje del turbo está sometido en todo momento a altos contrastes de temperaturas en donde el calor del extremo caliente se transmite al lado mas frío, lo que acentúa las exigencias de lubricación porque se puede carbonizar el aceite, debiéndose utilizar aceites homologados por el API y la ACEA para cada país donde se utilice

Se recomienda después de una utilización severa del motor con recorridos largos a altas velocidades, no parar inmediatamente el motor sino dejarlo arrancado al ralentí un mínimo de 30 seg. para garantizar una lubricación y refrigeración optima para cuando se vuelva arrancar de nuevo. El cojinete del lado de la turbina puede calentarse extremadamente si el motor se apaga inmediatamente después de un uso intensivo del motor. Teniendo en cuenta que el aceite del motor arde a 221 ºC puede carbonizarse el turbo.

El engrase del turbo
Recomendaciones de mantenimiento y cuidado para los turbocompresores

El turbocompresor está diseñado para durar lo mismo que el motor. No precisa de mantenimiento especial; limitándose sus inspecciones a unas comprobaciones periódicas. Para garantizar que la vida útil del turbocompresor se corresponda con la del motor, deben cumplirse de forma estricta las siguientes instrucciones de mantenimiento del motor que proporciona el fabricante:

- Mantenimiento del sistema de filtro de aceite
- Control de la presión de aceite


El 90% de todos los fallos que se producen en turbocompresores se debe a las siguientes causas:
- Penetración de cuerpos extraños en la turbina o en el compresor
- Suciedad en el aceite
- Suministro de aceite poco adecuado (presión de aceite/sistema de filtro)
- Altas temperaturas de gases de escape (deficiencias en el sistema de encendido/sistema de alimentación).

Estos fallos se pueden evitar con un mantenimiento frecuente. Cuando, por ejemplo, se efectúe el mantenimiento del sistema de filtro de aire se debe tener cuidado de que no se introduzcan fragmentos de material en el turbocompresor.

Como elegir un neumático

Como elegir un neumático

Lectura del neumático

Se deben usar solamente los neumáticos especificados para cada tipo de llanta y aplicación.

Para su conocimiento, cuando debe reemplazar neumáticos, las características del mismo están especificadas por números y letras inscriptas en sus laterales, como se indica a continuación.

185/60 R 14 82 H (nuevo sistema)

185/60 HR 14 (sistema en sustitución)

185 - ancho del neumático (mm)

60 - relación altura/ancho

R - neumático radial (el diagonal no lleva identificación)

14 - diámetro de la llanta (pulgadas)

82- índice de la capacidad de carga del neumático

Índice Kg.

79 437

80 450

81 462

82 475

83 487

H - velocidad máxima a la que el neumático puede rodar con total seguridad (km/h).

S= 180 H= 210 T= 190 V= 240

Los neumáticos también tienen indicada la fecha de fabricación (3 números) grabada al final de la secuencia de números, y comienzan por las letras “DOT”.

Ejemplo:

DOT 325

Fabricado en la 32ª semana del año 1995

Relación de Medidas en las Cubiertas.

Todas las cubiertas poseen sobre su lateral una seria de números, los cuales especifican sus dimensiones, así como también sus especificaciones de velocidad máxima, etc. En este artículo se pretende dar una explicación que sirva para identificar las distintas dimensiones de la cubierta y entender como se buscan las equivalencias cuando se desea cambiar el diámetro de la llanta.

Qué nos quiere decir el fabricante cuando coloca sobre el costado de la cubierta 175 - 70 - 13?.

El 175 se refiere al ancho de la cubierta, el mismo se expresa en milímetros, entonces para este ejemplo el ancho es de 175 mm. El 70 indica la altura del perfil de la cubierta (el talón), éste se indica como un porcentaje del ancho, para nuestro ejemplo, el talón es el 70% del ancho. Finalmente, el 13 se refiere al diámetro interno de la cubierta o el diámetro que deberá tener la llanta, él mismo se expresa en pulgadas.Con estas dimensiones podemos averiguar el diámetro externo de la cubierta, ya que el mismo sería igual a la suma de un diámetro interno más dos talones. Para lo que aplicamos la siguiente fórmula:
diámetro externo = { [ ( ancho / 10 ) x ( talón / 100 ) x 2 ] + ( diámetro interno x 2.54 ) }
Comprendamos la fórmula... para unificar unidades, dividimos el ancho por 10 para pasarlo a centímetros, luego dividimos el porcentaje por 100 para poder multiplicarlo directamente por el ancho y obtener el talón. Como se dijo anteriormente se necesita el valor de dos talones, es por eso que se multiplica por 2. Finalmente, también unificando unidades, pasamos el diámetro interior a centímetros. El valor de una pulgada es de 2.54 centímetros, entonces, multiplicamos al diámetro interno por este valor y se lo sumamos al término anterior. Obtenemos como resultado el diámetro externo de la cubierta.

El diámetro externo es la medida que debemos mantener o aproximar lo más posible cuando cambiemos las cubiertas por unas más anchas o al cambiar la llanta por una de mayor diámetro, ya que esta medida nos da la longitud de pisada de la cubierta. La pisada de la cubierta es el espacio que recorre la misma al dar una vuelta completa, la cual se obteniene con la siguiente fórmula:

longitud de pisada = p x diámetro externo
Con esta fórmula se obtiene simplemente el perímetro de la circunferencia formada por la cubierta con su diámetro exterior. El símbolo p (Pi), representa un número que es equivalente a tres diámetros y una fracción del diámetro, es la relación entre el diámetro y el perímetro de una circunferencia y su valor es 3.1416.

Ahora, veamos un ejemplo completo para averiguar la pisada de una cubierta y luego compararemos con otras medidas para observar como se obtienen las equivalencias: Tenemos una cubierta 175 - 70 - 13, entonces, con las formulas anteriores obtenemos la longitud de pisada.

  • diámetro externo = { [ ( 175 / 10 ) x ( 70 / 100 ) x 2 ] + ( 13 x 2.54 ) }

  • diámetro externo = { [ ( 17.50 ) x ( 0.70 ) x 2 ] + ( 33.02 ) }

  • diámetro externo = { [ 24.50 ] + ( 33.02 ) }

  • diámetro externo = 57.52 cm

  • longitud de pisada = 3.1416 x 57.52

  • longitud de pisada = 180.70 cm

Ahora deseamos cambiar nuestra llanta de 13 pulgadas por una de 14, por supuesto también deberemos cambiar la cubierta, y la medida correcta sería 185 - 60 - 14, y veremos la razón.

Aplicando las formulas obtendremos:

  • diámetro externo = { [ ( 185 / 10 ) x ( 60 / 100 ) x 2 ] + ( 14 x 2.54 ) }

  • diámetro externo = { [ ( 18.50 ) x ( 0.60 ) x 2 ] + ( 35.56 ) }

  • diámetro externo = { [ 22.20 ] + ( 35.56 ) }

  • diámetro externo = 57.76 cm

  • longitud de pisada = 3.1416 x 57.76

  • longitud de pisada = 181.46 cm

Estos cálculos nos indican que la primera cubierta tiene una longitud de pisada de 180.70 cm, contra la segunda que es 181.46 cm. La pisada de la segunda es 0.76 cm mayor que la de la primera. Utilizando inversamente la formula de porcentaje obtendremos que esta diferencia significa que la segunda cubierta tiene una pisada 0.42 % mayor con respecto a la primera.

porcentaje = (0.76 x 100) / 180.70

porcentaje = 0.42 %
Si traducimos estos resultados en términos de performance, observaremos que la segunda cubierta recorre, para la misma cantidad de vueltas, 0.76 cm más que la primera, esto implica un 0.42 % de aunmento en la velocidad final, pero también el mismo porcentaje de pérdida de aceleración o pique. Estos valores son prácticamente despreciables y se puede decir que las dos cubiertas son equivalentes. Pero al comparar con otras medidas veremos que la diferencia comienza a crecer hasta ser significativa.

  • Tomemos una cubierta 185 - 70 - 14 y apliquemos las formulas.

  • diámetro externo = { [ ( 185 / 10 ) x ( 70 / 100 ) x 2 ] + ( 14 x 2.54 ) }

  • diámetro externo = { [ ( 18.50 ) x ( 0.70 ) x 2 ] + ( 35.56 ) }

  • diámetro externo = { [ 25.90 ] + ( 35.56 ) }

  • diámetro externo = 61.46 cm

  • longitud de pisada = 3.1416 x 61.46

  • longitud de pisada = 193.08 cm

En este caso, la longitud de pisada es de 193.08 y por lo tanto la diferencia con la original (180.70) es de 12.38 cm, volviendo a la formula de porcentaje obtenemos:

porcentaje = (12.38 x 100) / 180.70

porcentaje = 6.85 %
Esta diferencia porcentual es muy alta y, por supuesto, no es aceptable ya que afecta notoriamente la performance del vehículo, así como también las indicaciones de velocidad y kilómetros recorridos.

sábado, 5 de diciembre de 2009

Manual de Chapa y pintura

Manual de Chapa y pinturaPara algunos que pedían algo de chapa y pintura aquí les dejo un buen manual.

Espero que les sirva.

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actualizado 27/04/2013

Saludos.