Las bandas en un motor es muy importante ya que estas se encargan de sincronizar y/o dar movimiento , actualmente muchas bandas ya son reemplazadas por cadenas de distribución (sincronización del motor) , pero en las bandas de accesorios se mantienen en pie , las bandas de accesorios conectan , compresor de aire acondicionador , polea de cigüeñal , tensores , bombas hidráulicas , bombas de agua (en varios autos la cadena de distribución se conecta con esta bomba) , alternador , poleas locas , generalmente están fabricadas de caucho y si se encuentran agrietadas o desgastadas irregularmente hay que reemplazar por una nueva , el intervalo puede variar dependiendo el fabricante por eso es muy importante verificar el kilometraje de estas en el manual de usuario y hacer inspecciones visuales del estado de esta misma , la ruptura de estas bandas podrían causar daños fatales en el motor , sistema de carga , sistema de dirección , sistema de enfriamiento ,inclusive hasta supercargadores
Existen diferentes disposiciones de bandas en V, lisas, dentadas, sin embargo su funcionamiento de impulsar movimiento es el mismo y es importante tener en cuenta de que no hayan grietas ni rupturas en estas que puedan ocasionar daños mecanicos en el motor
El ventilador del radiador es un componente fundamental en el motor, éste se activa a través de un bulbo o sensor de temperatura que se encuentra en el radiador apenas llega a 90 grados centígrados. El motor comienza el ciclo de enfriamiento y una vez que llega a 70 grados se apaga.
La única ventaja de tener problemas en dicho dispositivo, es lo fácil que se detecta cuando está fallando.
Problema en los sensores: Esto se detecta cuando se apaga el auto y el ventilador sigue trabajando. No representa daño para el auto, pero de un momento a otro puede presentar fallas en el ventilador.
Fusible fundido: Se presenta cuando el auto posee dos ventiladores y ninguno de ellos funciona.
Motor quemado: Cuando solo uno de los dos ventiladores funciona, seguramente el motor de uno de ellos se quemó, o existe una mala conexión.
Termostato: Si los ventiladores no funcionan, pero el medidor de temperatura en el tablero es normal, el problema radica en el termostato. En algunos casos el termostato se pega o recuesta con el resorte. Para solucionar el problema debe cambiar el termostato.
Bajo voltaje: Cuando no existe suficiente carga, los ventiladores no reciben la fuerza necesaria para trabaja
Reparación:
En muchos casos principalmente en autos modernos la reparación consta de revisar el modulo de control del moto ventilador, cuando este tiene juego o los carbones presentan desgaste comienza a marcar códigos de error de PCM, y por lo general hay dos tipos de reparaciones una es el reemplazo del moto ventilador junto con las aspas. La segunda reparación que se le pudiera dar es el de reemplazar los carbones para darle una segunda oportunidad a la pieza automotriz sin embargo es mas confiable la primera ya que se haya comprobado correctamente que no sirve
Cuando se instala correctamente, lo que se debe revisar también en conjunto es su fusible y revelador y si es posible reemplazarlos al mismo tiempo esto para garantizar que la reparación hecha va a estar garantizada ya que por la corriente que maneja y voltaje genera también un desgaste que va en conjunto con el moto ventilador
Ya hecho los dos pasos anteriores solo queda instalar correctamente el componente y poner a trabajar el automóvil y revisar que el moto ventilador trabaje 3 veces seguidas y que se active y se desactive a la misma temperatura para garantizar que el trabajo se hizo correctamente y que la pieza instalada no tiene ningún defecto y así dejar satisfecho a nuestro cliente
Los motores de relación de compresión variable sigue suponiendo uno de los grandes retos de la industria en lo que a beneficios ofrece y complicaciones de diseño sugiere. Variar la relación de compresión en cada uno de los cilindros permite contar con un ciclo de trabajo adaptado a cada circunstancia, permitiendo adaptar el propulsor para otorgar altas dosis de potencia o reducidos consumos de carburante.
Marcas como SAAB o Peugeot han mostrado al público prototipos que buscaban dotar a los propulsores gasolina de esta posibilidad de variar la relación de compresión bajo demanda, pero sus elevados costes y complejidad técnica han alejado a esta tecnología del mercado. Ingenieros de FEV han mostrado su último desarrollo donde el diseño de una biela convencional ha sido adaptado para permitir variar la relación de compresión garantizando dos estados diferentes donde encontrar máxima eficiencia y máxima entrega de prestaciones.
Relación de compresión variable
El concepto de relación de compresión variable es uno de las grandes frentes de la industria para mejorar el motor de combustión interna
El diseño mostrado por FEV hace gala de un mecanismo que, mediante el empleo de un circuito de aceite a presión, permite modificar la altura de la cabeza del pistón respecto de la cámara de combustión. Modificando esta distancia, se consigue variar la relación de compresión entre dos valores fijos establecidos.
Uno de las claves de este diseño implementado por FEV es la búsqueda de una solución que permita un funcionamiento sin alterar lo que se podría entender como estructura clásica de un motor de combustión interna. Huelga a decir que la complejidad técnica y elevados costes son el principal enemigo de esta tecnología. De este modo, FEV ha rediseñado la clásica biela que une pistón y cigüeñal para configurarla de tal modo que permita la modificación de la alzada del pistón en el interior del cilindro.
En un motor gasolina donde la relación de compresión estaba situada en 9,6, FEV ha instalado su sistema de relación de compresión variable permitiendo un margen de entre 8 y 13. Con esta configuración y bajo ciclo de homologación NEDC, el consumo se ha reducido en un 5,6%. A su vez, aplicando este diseño de relación de compresión variable a mecánicas muy compactas fruto del downsizing, FEV establece que la reducción en consumo podría alcanzar el 7%.
The main function of the valve train, as indicated by its name, is to control the opening and closing of the valves and, for older models, the fuel output of the injectors. Most of the heavy-duty diesel engines we work with are 4 valve engines, meaning there are four valves in each cylinder: 2 intakes and 2 exhaust. The valve train uses different components based on the type, push on or lift up from the valves, allowing air into and out from the cylinder. In the middle of all the valves is the injector, which will be pushed down on to inject fuel into the cylinder. All of the timing for this process is incredibly precise. Newer engines use electrical signals to cue the injector, rather than the mechanical valve train, which makes that process even more precise.
Most new engines have overhead cam assemblies. Other designs locate the camshaft lower in the engine and use push rods to move valve assemblies. The camshaft is rotated by a timing belt, timing chain or direct gear.
VALVE TRAIN COMPONENTS
The valve train can have many components. The following are the most common components in the valve train. Depending on the type of engine, there may be varying quantities of the parts listed below or the engine may not contain all of the parts listed.
1. Camshaft The camshaft is a long shaft that goes through the head or the block of the engine, depending on what type of engine it is. There are lobes along the length of the shaft positioned differently. The profile of the lobes has an egg-shape to them. The dimensions of these lobes are what determines the amount of lift. The more lift, the longer the valves stay open, which allows more air into the cylinder.
2. Camshaft Followers A cam follower is a type of bearing that follows along the lobes of a camshaft as it rotates, providing a low-resistance surface for the lobe to push up against. A follower is also called a lifter, and sometimes a tappet. There are several types of cam followers, whose configurations generally depend on how they mount to their mating part. They will be used when the cam is in the block, rather than being overhead.
3. Push Rods Pushrods are one of those parts that are not always used in a diesel engine. They will also only be used when the cam is in the block and not overhead. A push rod is a rod that pushes up on the rocker arm. It will move depending on the movement of the camshaft follower. Another job of the pushrod is to conduct oil up to the cylinder head.
4. Rocker Arms A rocker arm is a pivoting lever that pushes on the valve stem. Rocker arms will sometimes be called rocker levers, or just rockers. Depending on the type of valve train, the rotating camshaft lobes will either push directly on the rocker arm, or on the pushrods, which will conduct the motion up to the rocker arm. In an overhead cam engine, the cam follower is built into the rocker arm in the form of a roller.
5. Rocker Shafts Rocker shafts are simply the shafts that the rockers are on. It’s this shaft that is the pivot point for the rocker arms. The shaft also conducts oil to the various rocker arms.
6. Valve Bridges Valve bridges are also sometimes called valve yokes. Bridges allow a single rocker to actuate multiple valves. It has a stem or bridge that sits on both valve stems, so that when the rocker is pressed down, the valve stems get pressed down as well.
7. Valves A valve is composed of two major sections, the valve head, and the valve stem. The head of the valve is what allows air into and out of the cylinder. The stem is what gets pressed on by the rest of the valve train. At the end of the stem are grooves that keepers will fit into to hold the valve in place. Some engines have only two valves per cylinder, and some have four. The more common number in the heavy-duty diesel market is four. These are split evenly between the intake and exhaust valves.
8. Valve Springs The camshaft creates an upward force that acts on the rocker arm, which in turn pushes the valve down. But as the cam rotates around, it does not pull the pushrod or rocker arm back with it. That’s why there is a valve spring to create force in the opposite direction and close the valve. The spring will hold the valve closed until the lobe of the camshaft comes around with a greater force and pushes it down.
9. Timing Belt: A timing belt instead of a timing chain may be used to turn the camshafts. The inner side of the belt is designed with square (cogged) teeth which prevent the belt from slipping.
10. Belt Tensioner The belt tensioner is a spring-loaded wheel which keeps the timing belt in tension and aligned with the cam sprocket. The smooth side of the timing belt rides over the tensioner. The tensioner applies a force on the backside of the belt. This keeps the belt in tension. Whenever the belt needs to be removed, the tensioner can be pulled away, freeing the belt.
TYPES OF VALVE TRAINS
1. OHV or Push-rod valve train
In case of OHV or push-rod systems, there are long rods which have to be pushed by the camshaft lobes to move the valve rockers, which in turn open the valves – thus the name ‘push-rod’. The long rods and the mechanical nature of the pushrod system make it heavy and it’s not compatible with engines which run at higher revolutions per minute. Now while OHV is an older design, it has its advantages in terms of simplicity of design, compact packaging and a simpler lubrication system requirement as compared to an OHC system. The disadvantages, of a pushrod system, however, are many. • To start with, the engines with an OHV system cannot run very high RPMs and such valve trains are suitable mostly for low engine speed applications such as heavy cruisers. • Owing to the heavy components, the noise and friction on such systems are much more than an OHC system. • Also, any issues with the camshaft require the entire engine to be opened up, as the camshaft sits inside the engine block, which increases the maintenance effort and cost in case of a breakdown. • Finally, OHV engines lend their design well primarily to two-valves per cylinder layout. It’s not that there aren’t any three or four valves per cylinder engines with OHV, but that setup becomes way more complex, and OHC systems offer much more flexibility with multiple valves per cylinders.
2. OHC Valve trains
To overcome the shortcomings of the pushrod valve trains, OHC valve train was developed. As the name suggests, it’s a valve train configuration where the camshaft for the engine is placed over the head of the engine, above the pistons and valves. This design allows for very direct contact between the camshaft lobes and the valves or a lifter, thus reducing mass, reducing components and allowing better engine performance as well as more flexibility with the overall engine design.
A. Single Overhead Cam/SOHC
For this variety of valve trains, there is a single camshaft for each row of engine heads. So a single cylinder OHC engine will have one camshaft. However, if it’s an engine with multiple rows, say a V6, then it will have two camshafts – one for each row of heads, or each bank. For SOHC engines, the camshaft is connected directly to the crankshaft via a timing belt or chain to ensure that the opening and closing of the valves is perfectly in sync with the various strokes of the engine for each cylinder.
Now, with SOHC, there is an option to either open or close the valves directly with a shim between the cam lobe and the valve stem, or via a rocker arm. Valves have springs which return them back to their closed position once the pressure from the camshaft lobe is off. SOHC engines are also suited better for 2 or 3 valves per cylinder configuration. Not that a SOHC valve train cannot run on a 4 valve per cylinder layout, but the whole set-up then becomes too complex for the design of rocker arms and lobes and it’s generally considered better to employ a DOHC valve train is such scenarios.
B. Double Overhead Cam/DOHC
DOHC or dual overhead camshaft design includes two camshafts for every row of cylinder heads. Talking about the example we took for SOHC, a DOHC setup for a single-cylinder engine will have two camshafts. However, if it’s a V6, it will have 4 camshafts, two for each row of engine heads, or banks. The primary advantage of such a setup is that it allows manufacturers to have a well-engineered answer to handling a 4-valves per cylinder. Generally, one of the camshafts handles the intake valves, while the second one handles the exhaust valves. The 4-valve per cylinder setup allows for better breathing for the engine, and better performance in most cases, making DOHC a choice for engines that need to rev higher. A DOHC setup also allows for putting the spark plug bang in the middle of the cylinder head, which facilitates better combustion, and enhances performance, and fuel efficiency of the engine. With SOHC, such a setup is not possible for 4-valves per head, as it has to sit in the middle of the cylinder head so as to operate both intake and exhaust valves. As mentioned before, though, SOHC engines too can handle four valves per cylinder, and while the construction of such valve trains is complex, it’s desirable in some cases. DOHC brings along the extra weight of the additional cam, though by allowing the positioning of the spark plug in the middle of the cylinder head it also enhances optimum combustion of fuel. In a nutshell, DOHC is more suited for high-performance engines which need to rev higher and perform in the higher rev range. SOHC systems have somewhat better lower end torque though.
Finally, a DOHC system, with its more fine-grained control over valves is more suitable to implement variable valve timing for engines. Such systems utilize variable camshaft profiles for different engine speeds to enhance performance across the entire rev band. The control over the speed and position of valves opening and closing is better in case of DOHC, and in today’s electronics driven world, great benefits can be extracted using that fact. DOHC valve train is more expensive than SOHV though and coupled with its suitability for 4 valves per cylinder, it makes it feasible to employ that setup only on automobiles above a certain price point. For applications where everyday usability, low and mid-range torque, simplicity of design, easy construction and cost are important factors, SOHC system works well.
El dámper no es más que una polea situada en un extremo del cigüeñal. De hecho, técnicamente lo correcto es llamarla polea del cigüeñal, aunque comúnmente se la conozca como “dámper” o “polea dámper”.
Su función es parecida a la del volante bimasa, sirve para amortiguar las vibraciones del cigüeñal provocadas por la serie de explosiones que mueven los pistones
Si la polea dámper de nuestro coche se estropea lo primero que notaremos serán más vibraciones y ruidos provenientes del motor, sobre todo al ralentí. El cigüeñal sufrirá más y debido a las torsiones que el dámper no amortiguaría, podría llegar a romperse preparando una carísima avería que podría acabar mandado el coche al desguace.
Una polea dámper en mal estado también puede provocar que se salte la distribución, se rompa la correa, la bomba de la dirección o deteriore el funcionamiento del compresor de aire acondicionado. En cualquier caso, una avería cara de reparar.
Es un elemento muy sencillo, pero conviene revisarlo periódicamente por el bien de la vida útil de nuestro motor.
Bastantes diagnósticos en el motor hacen referencia a errores en sensores que pertenecen a algún banco, en la mayor parte de los casos encontramos banco 1 y banco 2 (BANK1 ,BANK2), esto descripción del banco nos permite localizar el dispositivo o sensor que presente fallas o lecturas incorrectas cuando exista mas de dos dispositivos iguales instalados en el motor.
Es importante tener identificado cual es el Banco 1 o el banco 2 en caso de motores V6 en adelante, ya que si en un diagnóstico con el escaner nos llegará a marcar por ejemplo «Circuito Calefactor de Sensor de Oxigeno HO2 S1 B2 nos hace referencia que es el sensor 2 después del catalizador ubicado en el banco número dos, por lo general si miramos de frente el motor es el que está de lado izquierdo y si llamamos de frente nos referimos a donde están las poleas , ya que de lado derecho el primero cilindro el que está mas acercado al frente es el banco 1 , en motor L3, L4, L5 Lineales sólo es un sólo banco por lo que nos va a decir Banco 1 Sensor 2 por ejemplo
Precalentadores La comprobación y sustitución de las bujías de incandescencia (calentadores) en los motores Diesel (también llamadas «bujías de precalentamiento») es una operación muy sencilla que podemos realizar nosotros mismos, la única dificultad que podemos encontrar es la que supone la ubicación de las bujías en el motor, que en ocasiones se encuentran en lugares de difícil acceso.
El procedimiento a seguir para la comprobación y sustitución de las bujías de incandescencia es el siguiente:
Desconectar el borne negativo de la batería por seguridad para evitar cortocircuitos. Desconectar los cables que van a cada uno de los calentadores, para ello aflojar el tornillo pequeño que sujeta el terminal del cable al calentador. Podemos comprobar que los calentadores funcionan correctamente sin desenroscarlos de la culata, para ello utilizaremos un multimetro. Una vez quitado los cables limpiar bien alrededor de los calentadores (donde van roscados a la culata) para que no penetre suciedad dentro del motor una vez quitado el calentador. Después echar un poco de aflojatodo (aceite) para que penetre un poco en la rosca y sea mas fácil desenroscar el calentador. Ahora viene la parte mas delicada, para ello tienes que usar una llave fija, acodada o una llave para bujías que se ajuste a la tuerca labrada en el calentador, desenroscar el calentador como si fuera un tornillo es decir aflojando hacia la izquierda. Cada vez que quitas un calentador inmediatamente colocas el nuevo para que no entre suciedad dentro del motor. Por ultimo vuelves a colocar todos los terminales eléctricos (cableado) en los calentadores.
Las bujías de incandescencia o calentadores pueden ir conectados eléctricamente en «serie» o en «paralelo», aunque actualmente y desde hace años se usa mas la conexión paralelo de forma que una bujía averiada no afecta al funcionamiento de las demas.
Método para comprobar que los calentadores funcionan correctamente sin desmontarlos de la culata Nos puede ocurrir que el vehículo presente dificultades a la hora de arrancarlo (ponerlo en marcha) esto puede ser debido a que «uno» de los calentadores este mal, en este caso el vehículo arrancara con dificultades. Si son «dos» los calentadores que están mal, entonces será casi imposible arrancar el vehículo, dependerá principalmente de la temperatura ambiente. Para comprobar si tenemos un calentador mal, sin desmontarlo de la culata procederemos de la siguiente manera:
Desconectamos el contacto con la llave de arranque del vehículo. Desconectamos los terminales eléctricos de cada una de las bujías de incandescencia que queremos comprobar. Con el multimetro seleccionado en la escala de ohmios, colocamos el terminal positivo (cable rojo) en la bujía de incandescencia en su conexión eléctrica. El terminal negativo (cable negro) lo colocamos tocando la culata (sobre metal para hacer masa). El multimetro nos tiene que dar como resultado un valor muy bajo de 1 a 3 ohmios, depende del fabricante (por ejemplo: las bujías de incandescencia que lleva el Renault Megane 1.9D de la marca Bosch, tienen una resistencia interna de 1,3 ohmios). Con este valor de resistencia sabemos que esta se encuentra en buenas condiciones. Una bujía de incandescencia en mal estado nos dará un valor de resistencia muy alto, esto quiere decir que la bobina interna de la bujía de incandescencia esta cortada.}
Los sobrealimentadores son básicamente compresores/sopladores que toman aire a presión ambiental normal, lo comprimen y lo empujan con fuerza hacia el motor. La potencia al compresor/soplador se transmite desde el motor a través de la transmisión por correa.
La adición de una cantidad adicional de mezcla de aire y combustible al cilindro aumenta la presión media efectiva del motor. Un incremento en MEP hace que el motor produzca más potencia. De esta forma, añadir un compresor al motor lo hace más eficiente.
TIPOS DE SOBRECARGADOR
Existen principalmente dos tipos de sobrealimentadores. El primero se conoce como sobrealimentador de desplazamiento positivo y el otro se conoce como sobrealimentador dinámico. La diferencia básica entre ambos es que el sobrealimentador de desplazamiento positivo mantiene un nivel constante de presión en todas las velocidades del motor, mientras que el sobrealimentador dinámico proporciona una presión cada vez mayor a medida que aumenta la velocidad. Esta es la diferencia fundamental básica entre ellos. Estos supercargadores se subdividen como se indica a continuación.
SOBRECARGADOR DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO:
Como comentamos en la sección anterior, estos supercargadores entregan el mismo volumen de carga a cualquier velocidad del motor o estos supercargadores no dependen de la velocidad del motor. Los principales tipos de sobrealimentadores de desplazamiento positivo son los de raíz y los de doble tornillo.
Estilo raíz Este diseño tiene dos rotores especialmente diseñados que giran en direcciones opuestas (uno en el sentido de las agujas del reloj y el otro en el sentido contrario a las agujas del reloj) para comprimir el aire. Según el diseño del rotor, este sobrealimentador se subdivide en dos tipos: rotor de dos lóbulos, rotor de tres lóbulos, rotor de cuatro lóbulos, etc. A medida que el rotor gira, atrapan el aire mediante estos lóbulos que vienen del lado de succión o del puerto de entrada y lo fuerzan hacia la descarga. puerto lateral o de salida. La cantidad de aire comprimido es independiente de la velocidad del motor y cada vez este sobrealimentador comprime la misma cantidad de aire.
Ventajas:
Diseño sencillo
Más adecuado con motor de alta velocidad
Desventajas:
Flujo de aire pulsante a baja velocidad.
Menos eficiencia.
Pesado.
Crean mucho calor debido a la fricción.
Fuga trasera a baja velocidad.
Proporcione la misma cantidad de aire a RPM bajas y altas.
Sobrealimentador de doble tornillo
Como su nombre lo indica, este tipo de sobrealimentador tiene dos tornillos que giran en diferentes direcciones. Uno de los tornillos gira en el sentido de las agujas del reloj y el otro en el sentido contrario a las agujas del reloj. El funcionamiento de este sobrealimentador es el mismo que el del tipo raíz. También aspira aire de un lado y lo entrega al puerto de salida. Este dispositivo proporciona un flujo de aire más suave en comparación con el estilo raíz.
Ventajas:
No hay problema de fuga trasera.
Proporcionar un flujo de aire más suave.
Desventajas:
Alta generación de calor debido a la fricción.
Ruidoso en funcionamiento.
Sobrealimentador tipo paleta
Varias paletas están montadas en el tambor del sobrealimentador. Estas paletas se empujan hacia afuera mediante resortes precomprimidos. Esta disposición ayuda a que la paleta permanezca en contacto con la superficie interior del cuerpo. Ahora, debido a la rotación excéntrica, el espacio entre dos paletas es mayor en la entrada y menor en la salida. De esta forma, la cantidad de aire que entra por la entrada disminuye su volumen en su camino hacia la salida. Una disminución del volumen da como resultado un aumento de la presión del aire. Así, la mezcla obtenida a la salida está a mayor presión que a la entrada.
SOBRECARGADOR DINÁMICO:
Como comentamos anteriormente, este tipo de sobrealimentador aumenta la presión del aire a medida que aumenta la velocidad del motor. El efecto de sobrealimentación en este tipo depende en gran medida de la velocidad del motor. También se subdividió en los siguientes tipos.
Tipo centrífugo
Como su nombre lo indica, este tipo utiliza fuerza centrífuga para comprimir el aire. El diseño de este sobrealimentador es el mismo que el del compresor centrífugo. Tiene un impulsor que está conectado con el cigüeñal mediante una transmisión por correa. Cuando el motor gira, hace girar el impulsor que aspira el aire de un lado. Sobre este aire actúa la acción centrífuga que aumenta su energía cinética y la entrega a un difusor. El aire que entra en la difusión tiene alta velocidad a baja presión. El difusor convierte este aire de baja presión y alta velocidad en aire a alta presión y baja velocidad. Este aire a alta presión luego se envía al motor.
Ventajas: Es de tamaño pequeño. Alta eficiencia.
Desventajas: La cantidad de aire no es fija.
Onda de presión
flujo axial
MÉTODOS DE SOBRECARGACIÓN
Hay otras formas de forzar el aire que no necesitan potencia adicional a diferencia de los compresores. Los 2 más utilizados son:
Sobrealimentación por efecto Ram En este caso, el colector de admisión está diseñado de tal manera que el aire ingresa automáticamente al cilindro. ¡El aire intenta entrar continuamente en el cilindro pero las válvulas de admisión se abren y cierran varias veces por segundo! Cada vez que la válvula se cierra, el aire simplemente choca contra ella. Esto genera una onda de presión que viaja en la dirección opuesta hasta que golpea el pleno y se refleja.
Ahora bien, si la frecuencia de resonancia del pleno y del motor coincide, esta onda de presión transporta más aire al cilindro haciendo el trabajo de un sobrealimentador.
Sobrealimentación bajo pistón – Este tipo de método se adopta generalmente en grandes motores marinos. Utiliza la parte inferior del pistón para comprimir el aire. Con la sincronización adecuada de las válvulas, este sistema proporciona un suministro adecuado de aire comprimido, ya que hay 2 carreras de suministro por cada carrera de succión de cada carrera.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL SUPERCARGADOR
Ventajas de la sobrealimentación
Mayor potencia de salida
Mayor inducción de masa de carga.
Mejor atomización del combustible
Mejor mezcla de combustible y aire.
Mejores productos de eliminación
Mejores características de par en todo el rango
Aceleración rápida del vehículo.
Combustión completa y suave
Incluso se puede utilizar combustible con mala calidad de ignición.
Arranque en frío mejorado
Reducción del humo de escape
Reducción del consumo específico de combustible.
Mayor eficiencia mecánica.
Funcionamiento suave y reducción de la tendencia a la detonación del diésel.
Desventajas de la sobrealimentación
Mayor tendencia a la detonación en motores SI.
Aumento del estrés térmico
Mayor pérdida de calor debido al aumento de la turbulencia.
SPARK PLUG: FUNCTIONS, CONSTRUCTION, WORKING PRINCIPLE AND TYPES
A spark plug is an electrical device that fits into the cylinder head of some internal combustion engines and ignites compressed aerosol gasoline by means of an electric spark. Spark plugs have an insulated center electrode which is connected by a heavily insulated wire to an ignition coil or magneto circuit on the outside, forming, with a grounded terminal on the base of the plug, a spark gap inside the cylinder.
The spark plug has two primary functions:
1. To ignite the air/fuel mixture. Electrical energy is transmitted through the spark plug, jumping the gap in the plugs firing end if the voltage supplied to the plug is high enough. This electrical spark ignites the gasoline/air mixture in the combustion chamber.
2. To remove heat from the combustion chamber. Spark plugs cannot create heat, they can only remove heat. The temperature of the end of the plug\’s firing end must be kept low enough to prevent pre-ignition, but high enough to prevent fouling. The spark plug works as a heat exchanger by pulling unwanted thermal energy from the combustion chamber and transferring heat to the engines cooling system. The heat range of a spark plug is defined as its ability dissipate heat from the tip.
CONSTRUCTION
1. Ribs- Insulator ribs provide added protection against secondary voltage or spark flashover and also help to improve the grip of the rubber spark plug boot against the plug body. The insulator body is molded from aluminum oxide ceramic. In order to manufacture this part of the spark plug, a high-pressure, dry molding system is utilized. After the insulator is molded, it is kiln-fired to a temperature that exceeds the melting point of steel. This process results in a component that features exceptional dielectric strength, high thermal conductivity and excellent resistance to shock.
2. Insulator: The insulator body is molded from aluminum oxide ceramic. In order to manufacture this part of the spark plug, a high-pressure, dry molding system is utilized. After the insulator is molded, it is kiln-fired to a temperature that exceeds the melting point of steel. This process results in a component that features exceptional dielectric strength, high thermal conductivity and excellent resistance to shock. The pointer shows the spark plug insulator. As mentioned above, it is formed from aluminum oxide ceramic. The outer surface is ribbed to provide grip for the spark plug boot and to simultaneously add protection from spark flashover (crossfire).
3. Hex: The hexagon provides the contact point for a socket wrench. The hex size is basically uniform in the industry and is generally related to the spark plug thread size.
4. Shell: The steel shell is fabricated to exact tolerances using a special cold extrusion process. Certain types of spark plugs make use of a steel billet (bar stock) for shell construction.
5. Plating: The shell is almost always plated. This enhances durability and provides for rust and corrosion resistance. The steel shell is fabricated to exact tolerances using a special cold extrusion process or in other specialized cases, machined from steel billet. The hexagon machined onto the shell allows you to use a socket wrench to install or remove the plug.
6. Gasket: Certain spark plugs use gaskets while other examples are “gasketless.” The gasket used on spark plugs is a folded steel design that provides a smooth surface for sealing purposes. Gasketless spark plugs use a tapered seat shell that seals via a close tolerance incorporated into the spark plug.
7. Threads: Spark plug threads are normally rolled, not cut. This meets the specifications set forward by the SAE along with the International Standards Association.
8. Ground electrode: There are a number of different ground electrode shapes and configurations, but for the most part, they are manufactured from nickel alloy steel. The ground electrode must be resistant to both spark erosion and chemical erosion, both under massive temperature extremes.
9. Center electrode: Center electrodes must be manufactured from a special alloy that is resistant to both spark erosion and chemical corrosion. Keep in mind that combustion chamber temperatures vary (and sometimes radically). The center electrode must live under these parameters.
10. Spark park electrode gap: The area between the ground electrode and the center electrode is called the gap. Center electrodes must be manufactured from a special alloy that is resistant to both spark erosion and chemical corrosion.
11. Insulator nose: There are a large number of insulator nose shapes and sizes available, but in essence, the insulator nose must be capable of shedding carbon, oil and fuel deposits at low speeds. At higher engine speeds, the insulator nose is generally cooled so that temperatures and electrode corrosion are reduced.
WORKING PRINCIPLE
The spark plug is connected to a high voltage source like the magneto or the ignition coil at one end. The other end with the two electrodes is immersed into the combustion chamber. When current passes through the terminal and into the main center electrode, a potential difference (voltage drop) is created between two electrodes. The gas mixture that occupies the gap between them acts as an insulator and thus the electricity doesn’t flow beyond the tip of the center electrode.
But as the voltage increases, the gases in the gap begin to get energized. Once the voltage increases to the point that crosses the dielectric strength (resistance to conduct electricity) of the gases, they become ionized. Once the gases get ionized, they begin to act as conductors and permit the current to travel through the insulating gap. When the dielectric strength is crossed, the electrons begin to surge through that gap. This sudden movement of electrons rapidly increases the heat in that region due to which they begin to expand rapidly causing a mini explosion which results in the formation of a spark.
TYPES
Spark Plugs can be put into two different primary classifications, based on their operating temperatures and based on their construction.
Based on Operating Temperatures
Once the combustion process is completed in the combustion cycle, the heat generated needs to dissipate. The heat escapes through the exhaust gases, the cylinder wall of the engine and the spark plug surface. Based on the operating temperature and level of heat dissipation, spark plugs can be classified into two types:
1. Hot Spark Plug: A hot spark plug operates in a higher temperature range. It has a lesser ceramic area which is used to insulate the heat. A hot spark plug dissipates lesser combustion heat and allows the tip and electrode to stay hotter. This ensures that any deposit accumulation is burned off and isn’t allowed to stay for long.
2. Cold Spark Plug: For high-performance engines that run hot by default, using a hot spark plug will cause pre-ignition. In extreme cases, it can also lead to the tip melting off. In such cases, a cold spark plug is used. Here the ceramic insulation area is higher and this it will dissipate more heat. But on the flipside, it is prone to greater deposit accumulation. Be sure to follow your instruction manual and use the correct type of plug recommended for your engine for optimum performance.
Based on Material Used
Spark Plugs are further classified based on the material used on the ends of the electrodes. They are of 4 types:
1. Copper- Nickel Type: These are the most basic types of spark plugs. Here the center electrode is made of a copper-nickel alloy as copper on its own is very weak and will melt off due to engine heat. Nickel is added to strengthen the plug but even then these are the weakest types available in the market. They are also required to be made with a larger diameter and hence require more voltage for operation.
2. Single Platinum Type: These plugs have a small platinum disc on the tip of the center electrode. This platinum tip is exponentially stronger than a copper-nickel coating making this type of plug last long as well. They are also less prone to debris build up.
3. Double Platinum Type: These plugs have platinum tips on both the center electrode and the side electrode. They spark up twice in the combustion cycle, once before the combustion and once during the exhaust stroke. The second spark is wasted and so this spark plug can only be used if your vehicle is equipped with a waste spark ignition type distributor.
4. Iridium Type: These are the best spark plugs available in the market. Here the tip of the center electrode is made of Iridium which is the strongest out of nickel, copper, and platinum. Hence, they are the least prone to deposits and damage. They also have a small sized electrode which requires less voltage for operation as well. Iridium plugs are much more expensive than the other types but then again you pay for what you get.
A valve timing diagram is a graphical representation of the opening and closing of the intake and exhaust valve of the engine, The opening and closing of the valves of the engine depend upon the movement of piston from TDC to BDC, This relation between piston and valves is controlled by setting a graphical representation between these two, which is known as valve timing diagram.
The valve timing diagram comprises of a 360 degree figure which represents the movement of the piston from TDC to BDC in all the strokes of the engine cycle, Which is measured in degrees and the opening and closing of the valves is controlled according to these degrees.
WHY DO WE NEED VALVE TIMING DIAGRAM?
The normal engine completes around 100000 cycles per minute, as we know there are number of processes involve in a single cycle (from the intake of the air-fuel mixture to the exhaust of the combustion residual) of a internal which makes it necessary to be equipped with an effective system that can enable
Synchronisation between the steps of a cycle of the engine from intake of air-fuel ratio to the exhaust of combustion residual. Complete seizure of the combustion chamber at the instant at which the combustion of air-fuel mixture takes place as the leakage can cause damage to the engine and can be hazardous. Provide engine with a mixed air and fuel or air in case of diesel engine when required ( at the time of suction) which is the necessity of the engine. Provide the exit for the combustion residual so that the next cycle of the engine can take place. Ideal timing for the opening and closing of the inlet and outlet valve which in turn protect the engine from defects like knocking or detonation. A high compression ratio required to combust the fuel especially in case of diesel engine by overlapping the closing of the valve. The cleaning of engine cylinder which in turn maintain the quality of combustion and decreases wear and tear inside the cylinder. The study of the details of the combustion that is required for the modification of the power of the engine. So due to these reasons a engine weather it is 2-stroke or 4-stroke is designed according to the valve timing diagram, so that the movement of piston from TDC to BDC is provided with the ideal timing of opening and closing of the intake and exhaust valves respectively.
VALVE TIMING DIAGRAM FOR 4-STROKE ENGINE (PETROL AND DIESEL)
As we all know in 4-stroke engine the cycle completes in 4-strokes that are suction, compression, expansion and exhaust , The relation between the valves (inlet and outlet) and piston movement from TDC to BDC is represented by the graph known as valve timing diagram.
THEORETICAL
Suction Stroke-
The engine cycle starts with this stroke, Inlet valve opens as the piston which is at TDC starts moving towards BDC and the air-fuel mixture in case of petrol and fresh air in case of diesel engine starts entering the cylinder,till the piston moves to BDC.
Compression Stroke-
After the suction stroke the piston again starts moving from BDC to TDC in order to compress the air-fuel (petrol engine) and fresh air (diesel engine) which in turn raises the pressure inside the cylinder which is essential for the combustion of the fuel. The inlet valve closes during this operation to provide seizure of the chamber for the compression of the fuel.
Expansion Stroke-
After compressing the fuel, The combustion of the fuel takes place which in turn pushes the piston which is at TDC towards BDC in order to release the pressure developed by the combustion and output is obtained . Note – In petrol engine combustion takes place due to the spark produced by the spark plug. In petrol engine the air and fuel charge enters the cylinder during suction stroke. In diesel engine combustion occurs due to the high compression provided by the compression stroke which is responsible for raising the temperature inside cylinder upto auto-ignition temperature of the diesel and air charge. In diesel engine the fresh air enters inside the cylinder during suction stroke and the fuel is sprayed by the fuel injectors over the air.
Exhaust Stroke-
After expansion stroke the piston which is at BDC starts moving towards TDC followed by the opening of exhaust valve for the removal of the combustion residual Exhaust valve closes after the piston reaches TDC.
ACTUAL OR PRACTICAL PROCESS
In suction stroke of 4-stroke engine the inlet valve opens 10-20 degree advance to TDC for the proper intake of air-fuel(petrol) or air (diesel) ,which also provides cleaning of remaining combustion residuals in the combustion chamber. When the piston reaches BDC the compression stroke starts and again the piston starts moving towards TDC ,The inlet valve closes 25-30 degree past the BDC during the compression stroke,which provide complete seizure of the combustion chamber for the compression of air-fuel(petrol engine)and air(diesel engine).
During the compression stroke as the piston moves towards TDC ,combustion of fuel takes place 20-35 degree before TDC which provides the proper combustion of fuel and proper propagation of flame. The expansion strokes starts due to the combustion of fuel which in turn releases the pressure inside the combustion chamber and provide rotation to the crank shaft,The piston moves from TDC to BDC during expansion stroke which continuous 30-50 degree before BDC. The exhaust valve opens 30-50 degree before BDC which in turn starts the exhaust stroke and the exhaust of the combustion residual takes place with movement of the piston from BDC toTDC which continues till the 10-20 degree after the piston reaches TDC. As we can see in the entire cycle of engine valves overlap 2 times i.e. closing of both valves during compression stroke and opening of both valves during exhaust stroke.
VALVE TIMING DIAGRAM FOR 2-STROKE ENGINE
In 2-stroke petrol engine as we all know the engine cycle completes in 2-strokes i.e expansion stroke and compression stroke, The fuel intake and combustion residual exhaust occurs respectively during these 2 strokes.
THEORETICAL VALVE TIMING
Expansion stroke-
At the beginning of the expansion stroke the piston which is at TDC starts moving towards BDC due to the combustion of compressed air-fuel (petrol engine) and (diesel sprayed charge in diesel engine) during compression stroke and the power output is obtained. The air-fuel(petrol engine) and air (diesel diesel) enters through the inlet port during the expansion strokes as the piston moves from TDC to BDC during this stroke. The expansion stroke continuous till the piston reaches BDC.
Compression Stroke-
At the end of the expansion stroke the piston which is at BDC starts moving towards TDC and the compression of air-fuel(petrol engine) and diesel sprayed charge(diesel engine) starts along with the exhaust of combustion residual through exhaust port due to the movement of piston from BDC to TDC. The piston closes both inlet port and exhaust port due to its movement from BDC to TDC which in turn raises the pressure inside the combustion chamber. At the end of the compression stroke i.e. when the piston reaches TDC combustion of the air-fuel (petrol engine) due to spark and diesel sprayed charge (diesel engine) due to the high pressure takes place, And the cycle repeats again.
ACTUAL OR PRACTICAL PROCESS
Before the expansion stroke i.e. completion of the compression stroke, the inlet port open 10-20 degree before the piston reaches the TDC which in turn starts the expansion stroke due to the combustion of air-fuel (petrol engine) from the crankcase and air (diesel engine) entered from the inlet port which in turn pushes the piston towards BDC. The inlet port closes 15-20 degree after TDC during the expansion stroke of the 2-stroke engine. Due to the movement of piston from TDC to BDC during expansion stroke exhaust port opens 35-60 degree before the piston reaches BDC which in turn starts the exhaust of the combustion residual.. Transfer port open 30-45 degree before BDC for scavenging process. When the piston moves towards TDC from BDC the transfer port closes 30-45 degree after BDC which in turn stops the scavenging process. During the movement of piston from BDC to TDC exhaust valve closes 35-60 degree after BDC which seizes the combustion chamber and pressure inside the combustion chamber increases due to the start of compression stroke.and the cycle starts again. The air fuel mixture (petrol engine) and air ( diesel engine) is transported to the cylinder during the opening of the transfer port. Note – The opening and closing of valves few degrees before TDC and BDC is required for normal working of the engine as this degree gaps provides proper completion of the operation of strokes and prevents the engine from defects like knocking, and also causes less emission. For power modification this valve timing is adjusted which in turn increases the power and torque of the engine but decreases the economy. In this article we have learnt about valve timing diag
A piston is a cylindrical engine component that slides back and forth in the cylinder bore by forces produced during the combustion process. The piston acts as a movable end of the combustion chamber. The stationary end of the combustion chamber is the cylinder head. Pistons are commonly made of a cast aluminum alloy for excellent and lightweight thermal conductivity. Thermal conductivity is the ability of a material to conduct and transfer heat.
Aluminum expands when heated, and proper clearance must be provided to maintain free piston movement in the cylinder bore. Insufficient clearance can cause the piston to seize in the cylinder. Excessive clearance can cause a loss of compression and an increase in piston noise.
There are also secondary functions fulfilled by the piston:
contributes to heat dissipation generated during combustion ensures the sealing of the combustion chamber, preventing gas leakages from it and oil penetration into the combustion chamber guides the movement of the connecting rod ensures to the continuous change of gases in the combustion chamber generates the variable volume in the combustion chamber
The piston is the component of the internal combustion engine (ICE) which has to sustain the most mechanical and thermal stress. Due to the piston, the power of the ICE is limited. In case of very high thermal or mechanical stress, the piston is the first component to fail (compared to engine block, valves, cylinder head). This is because the piston must be a compromise between mass and mechanical and thermal stress resistance.
The geometry of the piston is constrained due to the cubic capacity of the ICE. Therefore, the main way to increase the mechanical and thermal resistance of the piston is by increasing its mass. This is not recommended because a piston with high mass, has high inertia which translates in high dynamic forces, especially during high engine speed. The resistance of the piston can be improved by geometry optimization but there will be always a compromise between mass and mechanical and thermal resistance.
As you can see there are significant differences between diesel and gasoline pistons. Diesel pistons must withstand higher pressures and temperatures, therefore they are bigger, bulkier and heavier. They can be manufactured from aluminium alloys, steel or a combination of both. Gasoline engine pistons are lighter, designed for higher engine speeds. They are manufactured from aluminium alloys.
The piston crown comes in direct contact with the burning gases, within the combustion chamber, so it’s exposed to high thermal and mechanical stress. Depending on the type of the engine (diesel or gasoline) and the type of fuel injection (direct or indirect injection), the piston crown can be flat or can contain a bowl.
PISTON PARTS
1. piston pin 2. skirt 3. ring grooves 4. ring lands, and 5. piston rings.
1. Piston head It is the top surface (closest to the cylinder head) of the piston which is subjected to tremendous forces and heat during normal engine operation.
2. Piston pin bore A piston pin bore is a through hole in the side of the piston perpendicular to piston travel that receives the piston pin.
3. Piston pin A piston pin is a hollow shaft that connects the small end of the connecting rod to the piston.
4. Skirt The skirt of a piston is the portion of the piston closest to the crankshaft that helps align the piston as it moves in the cylinder bore. Some skirts have profiles cut into them to reduce piston mass and to provide clearance for the rotating crankshaft counterweights.
5. Ring grooves A ring groove is a recessed area located around the perimeter of the piston that is used to retain a piston ring.
6. Ring land Ring lands are the two parallel surfaces of the ring groove which function as the sealing surface for the piston ring.
7. Poston ring A piston ring is an expandable split ring used to provide a seal between the piston an the cylinder wall. Piston rings are commonly made from cast iron. Cast iron retains the integrity of its original shape under heat, load, and other dynamic forces. Piston rings seal the combustion chamber, conduct heat from the piston to the cylinder wall, and return oil to the crankcase. Piston ring size and configuration vary depending on engine design and cylinder material.
Piston rings commonly used on small engines include:
1. Compression Ring 2. Wiper Ring 3. Oil Ring
1. Compression ring, A compression ring is the piston ring located in the ring groove closest to the piston head. The compression ring seals the combustion chamber from any leakage during the combustion process. When the air-fuel mixture is ignited, pressure from combustion gases is applied to the piston head, forcing the piston toward the crankshaft. The pressurized gases travel through the gap between the cylinder wall and the piston and into the piston ring groove. Combustion gas pressure forces the piston ring against the cylinder wall to form a seal. Pressure applied to the piston ring is approximately proportional to the combustion gas pressure.
2. Wiper ring A wiper ring is the piston ring with a tapered face located in the ring groove between the compression ring and the oil ring. The wiper ring is used to further seal the combustion chamber and to wipe the cylinder wall clean of excess oil. Combustion gases that pass by the compression ring are stopped by the wiper ring.
3. Oil ring An oil ring is the piston ring located in the ring groove closest to the crankcase. The oil ring is used to wipe excess oil from the cylinder wall during piston movement. Excess oil is returned through ring openings to the oil reservoir in the engine block. Two-stroke cycle engines do not require oil rings because lubrication is supplied by mixing oil in the gasoline, and an oil reservoir is not required.
TYPES OF PISTONS
There are three types of pistons, each named for its shape: flat top, dome, and bowl.
1. Dome Piston The Dome Piston looks just like it sounds. Instead of a flat top it has a dome that looks like the top of a dome stadium. Piston Dome refers to the amount of added volume on top of the piston compared to a flat top piston. This added volume increases the Compression Ratio and therefore should increase performance. However, depending on the shape of the combustion chamber in the head, highly domed pistons can create slow burning, inefficient combustion chambers. The optimum tradeoff between higher compression ratio and dome/combustion chamber shape can only be determined by trial-and-error on a dyno. Dome Pistons are also used in 2 stroke engines, mostly to deflect the inlet charge up toward the spark plug, and not let it flow directly to the exhaust ports.
2. Bowl Piston Bowl pistons typically are used to reduce compression ratio because of the added volume of the bowl to the combustion volume. Because they reduce Compression Ratio, bowl pistons can be used in Turbo Charged or Super Charged engines to help avoid detonation (spark knock) under boosted conditions. The extreme bowl shown is used in diesel engines, where the bowl is used to confine the diesel fuel spray for good, fast combustion. A piston bowl can do the same for a spark ignition engine and make for a fast burning, compact combustion chamber.
3. Flat Top Piston The Flat Top Piston is just like it sounds; it has a flat top. These pistons are typically used in mass produced engines. They are easy to manufacture and this keeps the cost of the engines low.
4. Flat Top Piston with Valve Relief The Flat Top with Valve Relief is basically a Flat Top Piston but they have small amounts of material removed to keep the valves from hitting the piston when the intake and exhaust valves are opening or closing. This allows for higher compression ratios by allowing the piston to go higher into the cylinder head.
Un turbocompresor es un dispositivo que se utiliza para aumentar la potencia del motor o se puede decir la eficiencia de un motor al aumentar la cantidad de aire que ingresa a la cámara de combustión. Más aire en la cámara de combustión significa que se admitirá más cantidad de combustible en el cilindro y, como resultado, se obtendrá más potencia del mismo motor si el turbocompresor está instalado en él.
En pocas palabras, un turbocompresor es una especie de bomba de aire que toma aire a presión ambiental (presión atmosférica), lo comprime a una presión más alta y pasa el aire comprimido al motor a través de las válvulas de admisión.
Actualmente, los turbos se utilizan principalmente en motores diésel, pero actualmente se está avanzando hacia la turbocompresión en los motores de gasolina de serie.
La cantidad de motor que realmente entra en el cilindro del motor, en comparación con la cantidad teórica si el motor pudiera mantener la presión atmosférica, se llama eficiencia volumétrica y el objetivo del turbocompresor es mejorar la eficiencia volumétrica de un motor aumentando la densidad del gas de admisión. .
El turbocompresor extrae el aire de la atmósfera y lo comprime con la ayuda de un compresor centrífugo antes de que entre en el colector de admisión a mayor presión. Esto da como resultado una mayor cantidad de aire que ingresa a los cilindros en cada carrera de admisión. El compresor centrífugo obtiene energía de la energía cinética de los gases de escape del motor.
COMPONENTES DEL TURBOCARGADOR
El turbocompresor tiene tres componentes principales.
1. La turbina, que es casi una turbina de entrada radial.
2. El compresor es casi un compresor centrífugo.
3. El conjunto giratorio del cubo central.
Un turbocompresor se compone de dos secciones principales: la turbina y el compresor. La turbina consta de una rueda de turbina y una carcasa de turbina. La función de la carcasa de la turbina es guiar los gases de escape hacia la rueda de la turbina.
La energía de los gases de escape hace girar la rueda de la turbina y luego el gas sale de la carcasa de la turbina a través de un área de salida de escape. El compresor también consta de dos partes: la rueda del compresor y la carcasa del compresor.
El modo de acción del compresor es opuesto al de la turbina. La rueda del compresor está unida a la turbina mediante un eje de acero forjado y, a medida que la turbina hace girar la rueda del compresor, el giro a alta velocidad aspira aire y lo comprime.
Luego, la carcasa del compresor convierte la corriente de aire de alta velocidad y baja presión en una corriente de aire de alta presión y baja velocidad mediante un proceso llamado difusión. El aire comprimido ingresa al motor, lo que le permite quemar más combustible para producir más potencia.
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
Un turbocompresor consta principalmente de dos secciones principales: la turbina y el compresor. La turbina consta de una rueda de turbina y una carcasa de turbina, cuya función es conducir los gases de escape hacia la rueda de turbina. La energía cinética de los gases de escape se convierte en mecánica después de golpear los álabes de la turbina. La salida de escape ayuda a que los gases de escape salgan de la turbina. La rueda del compresor en el turbocompresor está unida a una turbina con la ayuda de un eje de acero y, a medida que la turbina hace girar la rueda del compresor, aspira la corriente de aire de alta velocidad y baja presión y la convierte en aire de alta presión y baja velocidad. arroyo. Este aire comprimido ingresa al motor con mayor cantidad de combustible y, por lo tanto, produce más potencia.
Los gases de escape residuales del motor se utilizan para accionar una rueda de turbina, que está conectada a una rueda de compresor mediante un eje. El compresor o rueda de aire aspira aire a través de los filtros de aire y lo pasa al motor. A medida que los gases residuales son expulsados del motor, se dirigen a la turbina o rueda caliente del turbo y así completa el ciclo.
Captura
En lugar de escapar por el tubo de escape, los gases calientes producidos durante la combustión fluyen hacia el turbocompresor. Los cilindros dentro de un motor de combustión interna se disparan en secuencia (no todos a la vez), por lo que los gases de escape salen de la cámara de combustión en pulsos irregulares. Los turbocompresores convencionales de entrada única dirigen esos pulsos irregulares de escape hacia la turbina de una manera que los hace chocar e interferir entre sí, reduciendo la fuerza del flujo. Por el contrario, un turbocompresor de doble entrada recoge los gases de escape de pares de cilindros en una secuencia alterna.
Girar
El escape golpea las palas de la turbina, haciéndolas girar hasta 150.000 rpm. Los pulsos alternos del escape ayudan a eliminar el retraso del turbo.
Ventilación
Una vez cumplido su propósito, los gases de escape fluyen a través de una salida hacia el convertidor catalítico, donde se eliminan el monóxido de carbono, los óxidos nitrosos y otros contaminantes antes de salir por el tubo de escape.
Comprimir
Mientras tanto, la turbina alimenta un compresor de aire, que recoge aire frío y limpio de un respiradero y lo comprime hasta un 30 por ciento por encima de la presión atmosférica, o casi 19 libras por pulgada cuadrada. El aire denso y rico en oxígeno fluye hacia la cámara de combustión.
El oxígeno adicional hace posible que el motor queme gasolina de manera más completa, generando más rendimiento con un motor más pequeño. Como resultado, el motor Twin Power genera un 30 por ciento más de potencia que uno sin turbo del mismo tamaño.
Sigue el siguiente proceso
La entrada de aire del motor aspira aire frío y lo envía al compresor.
El compresor comprime el aire entrante y lo calienta. Luego expulsa el aire caliente.
El aire caliente se enfría al pasar por el intercambiador de calor y entra en la entrada de aire del cilindro.
El aire frío arde dentro de la cámara de combustión a un ritmo más rápido debido a que transporta más oxígeno.
Debido a que se quema más combustible, la producción de energía será mayor y más rápida y el motor podrá enviar más potencia a las ruedas.
Los gases residuales calientes saldrán de la cámara y pasarán por la turbina en la salida de escape.
La turbina gira a alta velocidad y también hace girar el compresor, ya que ambos están montados en el mismo eje.
Los gases de escape salen del coche por el tubo de escape. Gastan menos energía que un motor sin turbocompresor.
TIPOS DE TURBOCOMPRESOR
Turbo único
Los turbocompresores individuales por sí solos tienen una variabilidad ilimitada. Diferenciar el tamaño de la rueda del compresor y la turbina dará lugar a características de par completamente diferentes. Los turbos grandes generarán una alta potencia en la gama alta, pero los turbos más pequeños proporcionarán un mejor gruñido en las bajas ya que giran más rápido. También hay turbos simples con cojinetes de bolas y cojinetes lisos. Los rodamientos de bolas proporcionan menos fricción para que giren el compresor y la turbina, por lo que son más rápidos de enrollar (al tiempo que aumentan los costos).
Ventajas
Una forma rentable de aumentar la potencia y la eficiencia de un motor.
Simple, generalmente la más fácil de instalar de las opciones de turbocompresor.
Permite utilizar motores más pequeños para producir la misma potencia que los motores de aspiración natural más grandes, lo que a menudo puede eliminar peso.
Desventajas
Los turbos simples tienden a tener un rango de RPM efectivas bastante estrecho. Esto hace que el tamaño sea un problema, ya que tendrás que elegir entre un buen par a bajas revoluciones o una mejor potencia a altas revoluciones.
La respuesta del turbo puede no ser tan rápida como las configuraciones turbo alternativas.
Twin Turbo
Al igual que con los turbocompresores simples, existen muchas opciones cuando se utilizan dos turbocompresores. Podría tener un solo turbocompresor para cada bancada de cilindros (V6, V8, etc.). Alternativamente, se podría usar un solo turbocompresor para bajas RPM y pasar a un turbocompresor más grande para altas RPM (I4, I6, etc.). Incluso podría tener dos turbos de tamaño similar, donde uno se usa a bajas RPM y ambos a altas RPM. En los BMW X5 M y X6 M se utilizan turbos Twin-Scroll, uno a cada lado del V8.
Ventajas
Para los turbos gemelos paralelos en motores en forma de “V”, los beneficios (y los inconvenientes) son muy similares a las configuraciones de un solo turbo.
Para turbos secuenciales o usando un turbo a bajas RPM y ambos a altas RPM, esto permite una curva de torsión mucho más amplia y plana. Mejor par a bajas revoluciones, pero la potencia no disminuirá a altas RPM como con un pequeño turbo único.
Desventajas
Costo y complejidad, ya que casi se han duplicado los componentes del turbo.
Existen formas más ligeras y eficientes de lograr resultados similares (como se analiza más adelante).
Turbo de doble desplazamiento
Un turbo funciona con gases de escape que se redirigen para hacer girar las palas de la turbina y forzar el ingreso de aire al motor. Ahora, los cilindros de un motor se disparan en secuencia, lo que significa que los gases de escape ingresan al turbo en pulsos. Como probablemente puedas imaginar, estos pulsos pueden superponerse e interferir fácilmente entre sí al alimentar el turbo, y un turbocompresor de doble entrada resuelve este problema mediante el uso de una carcasa de turbina de entrada dividida y un colector de escape específico que empareja los cilindros correctos con cada uno. Desplazarse. En un vehículo de cuatro cilindros, puede tener el primer y cuarto cilindros alimentando un scroll, y dos y tres alimentando otro. Esto significa que hay menos superposición de pulsos y menos retraso.
Ventajas
Se envía más energía a la turbina de escape, lo que significa más potencia.
Es posible obtener un rango más amplio de RPM de impulso efectivo en función de los diferentes diseños de desplazamiento.
Es posible lograr una mayor superposición de válvulas sin obstaculizar la evacuación del escape, lo que significa más flexibilidad de ajuste.
Desventajas
Requiere una disposición del motor y un diseño de escape específicos (por ejemplo: I4 y V8, donde se pueden alimentar 2 cilindros a cada espiral del turbo, a intervalos iguales).
Costo y complejidad frente a los turbos simples tradicionales.
Turbocompresor de geometría variable (VGT)
Un turbo de geometría variable (VGT) es una solución de energía costosa y compleja que prevalece especialmente en los motores diésel. Un VGT tiene un anillo de paletas de forma aerodinámica en la carcasa de la turbina que puede alterar su relación área-radio para que coincida con las revoluciones del motor. A bajas revoluciones, la relación área-radio crea más presión y velocidad para acelerar el turbo de manera más efectiva. A mayores revoluciones, la relación aumenta para dejar entrar más aire. El resultado es un rango de impulso más amplio y menos retraso.
Ventajas
Curva de torsión amplia y plana. Turbocompresor eficaz en un rango de revoluciones muy amplio.
Requiere solo un turbo, lo que simplifica una configuración de turbo secuencial en algo más compacto.
Desventajas
Normalmente sólo se utiliza en aplicaciones diésel donde los gases de escape son más bajos para que las paletas no se dañen con el calor.
Para las aplicaciones de gasolina, el costo normalmente las mantiene fuera, ya que se deben utilizar metales exóticos para mantener la confiabilidad. La tecnología se ha utilizado en el Porsche 997, aunque existen muy pocos motores de gasolina VGT debido al costo asociado.
Turbocompresor variable de doble entrada
Un turbo variable de doble desplazamiento combina un VGT con una configuración de doble desplazamiento, por lo que a bajas revoluciones, uno de los desplazamientos se cierra por completo, forzando todo el aire hacia el otro. Esto da como resultado una buena respuesta del turbo y potencia a bajas revoluciones. A medida que acelera, se abre una válvula para permitir que entre aire en la otra espiral (este es un proceso completamente variable, lo que significa que la válvula se abre en pequeños incrementos), se obtiene un buen rendimiento de alta gama. Obtienes el tipo de rendimiento con un solo turbo que normalmente solo podrías obtener con una configuración de doble turbo.
Ventajas
Significativamente más baratos (en teoría) que los VGT, lo que constituye un argumento aceptable para el turbocompresor de gasolina.
Permite una curva de torsión amplia y plana.
Diseño más robusto que un VGT, dependiendo de la selección del material.
Desventajas
Costo y complejidad frente al uso de un solo turbo o el tradicional doble desplazamiento.
Se ha jugado con esta tecnología antes (por ejemplo: válvula de carrete rápido) pero no parece tener éxito en el mundo de la producción. Es probable que existan desafíos adicionales con la tecnología.
Turbocompresores eléctricos
Un avance muy reciente es la introducción de turbos con compresores eléctricos. Un ejemplo es el propulsor de BorgWarner, que es un compresor accionado eléctricamente. El compresor proporciona un impulso instantáneo al motor hasta que el turbocompresor se ha acelerado lo suficiente. Se puede encontrar una versión similar de esto en el SQ7 de Audi. Con el impulso instantáneo, el retraso se convierte en cosa del pasado, pero nuevamente, el sistema es costoso y complejo. Un compresor necesita un motor, que a su vez necesita ser alimentado, por lo que este no es un sistema sencillo de implementar.
Ventajas
Al conectar directamente un motor eléctrico a la rueda del compresor, el retraso del turbo y la cantidad insuficiente de gases de escape se pueden eliminar virtualmente haciendo girar el compresor con energía eléctrica cuando sea necesario.
Conectando un motor eléctrico a la turbina de escape se puede recuperar la energía desperdiciada (como se hace en la Fórmula 1).
Un rango de RPM efectivo muy amplio con par uniforme en todo momento.
Desventajas
Costo y complejidad, ya que ahora debe tener en cuenta el motor eléctrico y asegurarse de que permanezca frío para evitar problemas de confiabilidad. Esto también se aplica a los controladores agregados.
El embalaje y el peso se convierten en un problema, especialmente con la adición de una batería a bordo, que será necesaria para suministrar suficiente energía al turbo cuando sea necesario.
Los VGT o twin-scrolls pueden ofrecer beneficios muy similares (aunque no al mismo nivel) por un costo significativamente menor.
El sistema de refrigeración del motor de un vehículo sirve no sólo para mantener el motor frío, sino también para mantener su temperatura lo suficientemente cálida como para garantizar un funcionamiento eficiente y limpio.
Los componentes del sistema incluyen un radiador para disipar el calor, un ventilador o ventiladores para garantizar un flujo de aire adecuado para enfriar el radiador, una válvula de termostato que se abre cuando se alcanza la temperatura de funcionamiento deseada y una bomba de agua (o bomba de refrigerante) para hacer circular el refrigerante a través del motor, mangueras y otros componentes.
La mayoría de los vehículos ahora emplean un tanque de expansión que permite que el refrigerante se expanda y salga del circuito de enfriamiento cuando está caliente y regrese cuando se apaga el automóvil y el motor se enfría. El sistema de refrigeración también incorpora elementos del sistema de ventilación del habitáculo, porque el calor del motor se utiliza para calentar el interior del coche.
Mientras está en marcha, un motor produce continuamente calor y lo convierte en energía. Este calor se obtiene quemando combustible en el motor. Pero como todos sabemos, no existe ningún motor en el mundo que sea 100% eficiente. Siempre hay cierta cantidad de energía térmica que se desperdicia. Si no transmitimos esta energía térmica a la atmósfera, este calor sobrecalentará el motor. Este sobrecalentamiento provocará que el motor se atasque. Cuando el motor se atasca, debido al exceso de calor, el pistón se funde dentro del cilindro. Para evitar este problema de sobrecalentamiento, un automóvil cuenta con un sistema de enfriamiento del motor.
Un sistema de refrigeración del motor es un sistema integrado con los motores. Elimina el exceso de calor del motor con la ayuda de un fluido que fluye. Este fluido puede ser aire o agua.
O podemos decir que hay dos tipos de sistemas de refrigeración.
Sistema de refrigeración líquida o indirecta.
Sistema de refrigeración por aire o directo
SISTEMA DE ENFRIAMIENTO LÍQUIDO O INDIRECTO
En un sistema de refrigeración líquida, un motor está rodeado de camisas de agua. Con la ayuda de una bomba, esta agua circula en esta camisa de agua. El agua que fluye por estas camisas elimina el calor del motor. Esta agua caliente luego fluye a través de un radiador, donde se enfría gracias al calor frío que pasa a través de un ventilador. En este sistema, el agua toma calor del motor y el aire la enfría y luego vuelve a circular hacia el motor. Este es un proceso de enfriamiento indirecto, donde el enfriamiento real, que es el aire, no enfría directamente el sistema. El aire enfría el agua y el agua enfría el motor. El sistema de refrigeración líquida o indirecta se utiliza principalmente en motores grandes, como los de coches y camiones.
Ventajas
El diseño compacto de los motores.
Proporciona un enfriamiento uniforme al motor.
El motor se puede instalar en cualquier ubicación del vehículo. No es necesario instalar un motor en la parte delantera.
Se puede utilizar tanto en motores pequeños como grandes.
Limitaciones
Aquí la camisa de agua se convierte en una parte adicional del motor.
La circulación del agua consume energía, lo que reduce la eficiencia del motor.
En caso de falla del sistema de enfriamiento, el motor podría sufrir daños graves.
El costo del sistema es considerablemente alto.
Requiere mantenimiento de rutina y, por lo tanto, supone una carga adicional de costes de mantenimiento.
SISTEMA DE ENFRIAMIENTO DIRECTO O AIRE
En un sistema de refrigeración directa, un motor se enfría directamente con la ayuda del aire que fluye a través de él. Es el mismo sistema de refrigeración que se utiliza para enfriar los motores de nuestras bicicletas. Como podemos ver aquí, el aire está en contacto directo con el motor, de ahí que también se le conozca como sistema de refrigeración directa. El sistema de refrigeración por aire se utiliza para motores pequeños, como el de bicicletas y cortadoras de césped, etc.
Ventajas
El diseño del motor se vuelve más sencillo.
La reparación es fácil en caso de daños.
La ausencia de un sistema de refrigeración voluminoso facilita el mantenimiento del sistema.
No hay peligro de fugas de refrigerante.
El motor no sufre problemas de congelación.
El peso del sistema es menor.
Es una unidad autónoma, ya que no requiere radiador, cabezal, tanques, etc.
La instalación del sistema enfriado por aire es sencilla.
Limitaciones
Es aplicable únicamente a motores pequeños y medianos.
Sólo se puede utilizar en lugares donde la temperatura ambiente sea más baja.
El enfriamiento no es uniforme.
Temperatura de trabajo más alta en comparación con los motores refrigerados por agua.
Produce más ruido aerodinámico.
El consumo específico de combustible es ligeramente mayor.
Reducir las relaciones de compresión máximas permitidas.
El ventilador, si se utiliza, consume casi el 5% de la energía generada por los motores.
Características de un sistema de refrigeración de motor eficiente
A continuación se presentan dos características principales de un sistema de refrigeración de motor eficiente.
Debe ser capaz de eliminar aproximadamente el 30% del calor generado en el motor manteniendo una temperatura de trabajo óptima en el motor.
Debe eliminar el calor a un ritmo más rápido cuando el motor está caliente y eliminar el motor a un ritmo lento cuando está frío.
Las holguras de las válvulas son pequeñas brechas entre la parte superior de los vástagos de la válvula y la parte del mecanismo que presiona sobre ellos para abrirlas.
Compruebe las holguras en intervalos regulares según se especifique en el programa de mantenimiento del auto y ajústela de ser necesario. Restablezca la holgura cada vez que se saque la culata.
Antes de empezar, asegúrese de conocer el tipo de mecanismo de válvula que comúnmente se llama engranaje de válvula (montado en el motor) y su holgura. El manual del auto debería indicarle la holgura, pero si no es así, consulte con un distribuidor o en el manual de servicio del auto.
Primero debe saber el orden de encendido del motor, cuál es el cilindro Nº 1, cuáles son las válvulas de admisión y de escape, y que balancín o levas lo hace funcionar. Realice un plan con toda esta información en un papel.
Encuentre la holgura correcta para las válvulas de admisión y escape, y si éstas deberían ser ajustadas con el motor caliente o frío.
The firing order is the sequence of power delivery of each cylinder in a multi-cylinder reciprocating engine. This is achieved by sparking of the spark plugs in a gasoline engine in the correct order, or by the sequence of fuel injection in a Diesel engine. When designing an engine, choosing an appropriate firing order is critical to minimizing vibration and achieving smooth running, for long engine fatigue life and user comfort, and heavily influences crankshaft design.
The firing order of an engine is the sequence in which the power event occurs in the different cylinders. The firing order is designed to provide for balance and to eliminate vibration to the greatest extent possible. In radial engines, the firing order must follow a special pattern since the firing impulses must follow the motion of the crank throw during its rotation. In inline engines, the firing orders may vary somewhat, yet most orders are arranged so that the firing of cylinders is evenly distributed along the crankshaft.
PURPOSE OF FIRING ORDER
These are some factors which must be considered before deciding the optimum firing order of an engine. • Engine vibrations • Engine cooling • Development of back pressure. • Engine balancing and • Even flow of power.
FIRING ORDERS OF VARIOUS NUMBER OF CYLINDERS
1. 3-cylinder
Firing order 1-2-3 Saab two-stroke engine 1-3-2 BMW K75 engine
2. 4-cylinder
Firing order • 1-3-4-2 Most straight-4s, Ford Taunus V4 engine • 1-2-4-3 Some English Ford engines, Ford Kent engine • 1-3-2-4 Yamaha R1 crossplane • 1-4-3-2 Volkswagen air cooled engine
3. 5-cylinder
Firing order • 1-2-4-5-3 Straight-5, Volvo 850, Audi 100
4. 6-cylinder
Firing order • 1-5-3-6-2-4 Straight-6, Opel Omega A • 1-6-5-4-3-2 GM 3800 engine • 1-2-3-4-5-6 GM 60-Degree V6 engine • 1-4-2-5-3-6 Mercedes-Benz M104 engine • 1-4-5-2-3-6 Chevrolet Corvair • 1-4-3-6-2-5 Mercedes-Benz M272 engine, Volkswagen V6’s • 1-4-2-6-3-5 Toyota HZ engine
5. 7-cylinder
Firing order • 1-3-5-7-2-4-6 7-cylinder single row radial engine
6. 8-cylinder
Firing order • 1-8-4-3-6-5-7-2 1988 Chrysler Fifth Avenue, Chevrolet Small-Block engine • 1-8-7-2-6-5-4-3 GM LS engine, Toyota UZ engine • 1-3-7-2-6-5-4-8 Porsche 928, Ford Modular engine, 5.0 HO • 1-5-4-8-7-2-6-3 BMW S65 • 1-6-2-5-8-3-7-4 Straight-8 • 1-8-7-3-6-5-4-2 Nissan VK engine • 1-5-4-2-6-3-7-8 Ford Windsor engine • 1-5-6-3-4-2-7-8 Cadillac V8 engine 368, 425, 472, 500 only • 1-5-3-7-4-8-2-6 Ferrari Dino V8 (F355) • 1-2-7-8-4-5-6-3 Holden V8
7. 10-cylinder
• 1-10-9-4-3-6-5-8-7-2 Dodge Viper V10 • 1-6-5-10-2-7-3-8-4-9 BMW S85
8. 12-cylinder
Firing order • 1-7-5-11-3-9-6-12-2-8-4-10 Ferrari 456M GT V12 • 1-7-4-10-2-8-6-12-3-9-5-11 Lamborghini Diablo VT • 1-4-9-8-5-2-11-10-3-6-7-12 Caterpillar Inc. 3412E • 1-12-5-8-3-10-6-7-2-11-4-9 Audi VW Bentley W12 engine • 1,12,7,6,3,10,11,2,5,8,9,4 Rolls-Royce Merlin • 1,12,4,9,2,11,6,7,3,10,5,8 Lamborghini Aventador
9. 16-cylinder
Firing order 1-12-8-11-7-14-5-16-4-15-3-10-6-9-2-13 Cadillac V16 engine
10. 20-cylinder
Firing order • 1-12-8-11-7-14-5-16-4-15-3-10-6-9-13-17-19-2-18-20 Cadillac V20 engine
It is an engine in which combustion of fuel take place inside the engine. When the fuel burns inside the engine cylinder, it generates a high temperature and pressure. This high-pressure force is exerted on the piston (A device which free to moves inside the cylinder and transmit the pressure force to crank by use of connecting rod), which used to rotate the wheels of vehicle. In these engines we can use only gases and high volatile fuel like petrol, diesel. These engines are generally used in automobile industries, generation of electric power etc.
Advantages of I.C. engine
It has overall high efficiency over E.C. engine. These engines are compact and required less space. Initial cost of I.C. engine is lower than E.C. engine. This engine easily starts in cold because of it uses high volatile fuel.
COMPONENTS OF IC ENGINE
1. Cylinder block Cylinder is the main body of IC engine. Cylinder is a part in which the intake of fuel, compression of fuel and burning of fuel take place. The main function of cylinder is to guide the piston. It is in direct contact with the products of combustion so it must be cooled. For cooling of cylinder, a water jacket (for liquid cooling used in most of cars) or fin (for air cooling used in most of bikes) are situated at the outer side of cylinder. At the upper end of cylinder, cylinder head and at the bottom end crank case is bolted. The upper side of cylinder is consisting a combustion chamber where fuel burns. To handle all this pressure and temperature generated by combustion of fuel, cylinder material should have high compressive strength. So it is made by high grade cast iron. It is made by casting and usually cast in one piece.
2. Cylinder head The top end of the engine cylinder is closed by means of removable cylinder head. There are two holes or ports at the cylinder head, one for intake of fuel and other for exhaust. Both the intake and exhaust ports are closed by the two valves known as inlet and exhaust valve. The inlet valve, exhaust valve, spark plug, injector etc. are bolted on the cylinder head. The main function of cylinder head is to seal the cylinder block and not to permit entry and exit of gases on cover head valve engine. Cylinder head is usually made by cast iron or aluminum. It is made by casting or forging and usually in one piece.
3. Piston A piston is fitted to each cylinder as a face to receive gas pressure and transmit the thrust to the connecting rod. It is a prime mover in the engine. The main function of piston is to give tight seal to the cylinder through bore and slide freely inside the cylinder. Piston should be light and sufficient strong to handle gas pressure generated by combustion of fuel. So the piston is made by aluminum alloy and sometimes it is made by cast iron because light alloy piston expands more than cast iron so they need more clearances to the bore.
4. Piston rings A piston must be a fairly loose fit in the cylinder so it can move freely inside the cylinder. If the piston is too tight fit, it would expand as it got hot and might stick tight in the cylinder and if it is too loose it would leaks the vapor pressure. To provide a good sealing fit and less friction resistance between the piston and cylinder, pistons are equipped with piston rings. These rings are fitted in grooves which have been cut in the piston. They are split at one end so they can expand or slipped over the end of piston. A small two stroke engine has two piston rings to provide good sealing but a four-stroke engine has an extra ring which is known as oil ring. Piston rings are made of cast iron of fine grain and high elastic material which is not affected by the working heat. Sometimes it is made by alloy spring steel.
5. Connecting rod Connecting rod connects the piston to crankshaft and transmits the motion and thrust of piston to crankshaft. It converts the reciprocating motion of the piston into rotary motion of crankshaft. There are two end of connecting rod; one is known as big end and other as small end. Big end is connected to the crankshaft and the small end is connected to the piston by use of piston pin. The connecting rods are made of nickel, chrome, and chrome vanadium steels. For small engines the material may be aluminum.
6. Crankshaft The crankshaft of an internal combustion engine receives the efforts or thrust supplied by piston to the connecting rod and converts the reciprocating motion of piston into rotary motion of crankshaft. The crankshaft mounts in bearing so it can rotate freely. The shape and size of crankshaft depends on the number and arrangement of cylinders. It is usually made by steel forging, but some makers use special types of cast-iron such as spheroidal graphitic or nickel alloy castings which are cheaper to produce and have good service life.
7. Engine bearing Everywhere there is rotary action in the engine, bearings are needed. Bearings are used to support the moving parts. The crankshaft is supported by bearing. The connecting rod big end is attached to the crank pin on the crank of the crankshaft by a bearing. A piston pin at the small end is used to attach the rod to the piston is also rides in bearings. The main function of bearings is to reduce friction between these moving parts. In an IC engine sliding and rolling types of bearing used. The sliding type bearing which are sometime called bush is use to attach the connecting rod to the piston and crankshaft. They are split in order to permit their assembly into the engine. The rolling and ball bearing is used to support crankshaft so it can rotate freely. The typical bearing half is made of steel or bronze back to which a lining of relatively soft bearing material is applied.
8. Crankcase The main body of the engine at which the cylinder are attached and which contains the crankshaft and crankshaft bearing is called crankcase. It serves as the lubricating system too and sometime it is called oil sump. All the oil for lubrication is placed in it.
9. Valves To control the inlet and exhaust of internal combustion engine, valves are used. The number of valves in an engine depends on the number of cylinders. Two valves are used for each cylinder one for inlet of air-fuel mixture inside the cylinder and other for exhaust of combustion gases. The valves are fitted in the port at the cylinder head by use of strong spring. This spring keep them closed. Both valves usually open inwards.
10. Spark plug It is used in spark ignition engine. The main function of a spark plug is to conduct a high potential from the ignition system into the combustion chamber to ignite the compressed air fuel mixture. It is fitted on cylinder head. The spark plug consists of a metal shell having two electrodes which are insulated from each other with an air gap. When high potential current supply to spark plug it jumping from the supply electrode and produces the necessary spark.
11. Injector Injector is usually used in compression ignition engine. It sprays the fuel into combustion chamber at the end of compression stroke. It is fitted on cylinder head.
12. Manifold The main function of manifold is to supply the air fuel mixture and collects the exhaust gases equally from all cylinder. In an internal combustion engine two manifold are used, one for intake and other for exhaust. They are usually made by aluminum alloy.
13. Camshaft Camshaft is used in IC engine to control the opening and closing of valves at proper timing. For proper engine output inlet valve should open at the end of exhaust stroke and closed at the end of intake stroke. So to regulate its timing, a cam is use which is oval in shape and it exerts a pressure on the valve to open and release to close. It is drive by the timing belt which drives by crankshaft. It is placed at the top or at the bottom of cylinder.
14. Gudgeon pin or piston pin These are hardened steel parallel spindles fitted through the piston bosses and the small end bushes or eyes to allow the connecting rods to swivel. It connects the piston to connecting rod. It is made hollow for lightness.
15. Pushrod Pushrod is used when the camshaft is situated at the bottom end of cylinder. It carries the camshaft motion to the valves which are situated at the cylinder head.
16. Flywheel A flywheel is secured on the crankshaft. The main function of flywheel is to rotate the shaft during preparatory stroke. It also makes crankshaft rotation more uniform.
TYPES OF I.C ENGINE
I.C. engine is widely used in automobile industries so it is also known as automobile engine. An automobile engine may be classified in many manners.
According to number of stroke:
1. Two stroke engine In a two stroke engine a piston moves one time up and down inside the cylinder and complete one crankshaft revolution during single time of fuel injection. This type of engine has high torque compare to four stroke engine. These are generally used in scooters, pumping sets etc.
2. Four stroke engine In a four stroke engine piston moves two times up and down inside the cylinder and complete two crankshaft revolutions during single time of fuel burn. This type of engines has high average compare to two stroke engine. These are generally used in bikes, cars, truck etc.
According to design of engine:
1. Reciprocating engine (piston engine) In reciprocating engine the pressure force generate by combustion of fuel exerted on a piston (A device which free to move in reciprocation inside the cylinder). The piston starts reciprocating motion (too and fro motion). This reciprocating motion converts into rotary motion by use of crank shaft. So the crank shaft starts to rotate and make rotate the wheels of the vehicle. These are generally used in all automobile.
2. Rotary engine (Wankel engine) In rotary engine there is a rotor which frees to rotate. The pressure force generated by burning of fuel is exerted on this rotor so the rotor rotate and starts to rotate the wheels of vehicle. This engine is developed by Wankel in 1957. This engine is not used in automobile in present days.
According to fuel used:
1. Diesel engine These engines use diesel as the fuel. These are used in trucks, buses, cars etc.
2. Petrol engine These engines use petrol as the fuel. These are used in bikes, sport cars, luxury cars etc.
3. Gas engine These engines use CNG and LPG as the fuel. These are used in some light motor vehicles.
According to method of ignition:
1. Compression ignition engine In these types of engines, there is no extra equipment to ignite the fuel. In these engines burning of fuel starts due to temperature rise during compression of air. So it is known as compression ignition engine.
2. Spark ignition engine In these types of engines, ignition of fuel start by a spark, generated inside the cylinder by some extra equipment (Spark Plug). So it is known as spark ignition engine.
According to number of cylinder:
1. Single cylinder engine In this type of engines have only one cylinder and one piston connected to the crank shaft.
2. Multi-cylinder engine In this type of engines have more than one cylinder and piston connected to the crank shaft
According to arrangement of cylinder:
1. In-line engine In this type of engines, cylinders are positioned in a straight line one behind the other along the length of the crankshaft.
2. V-type engine An engine with two cylinder banks inclined at an angle to each other and with one crankshaft known as V-type engine.
3. Opposed cylinder engine An engine with two cylinders banks opposite to each other on a single crankshaft (V-type engine with 180o angle between banks).
4. W-type engine An engine same as V-type engine except with three banks of cylinders on the same crankshaft known as W-type engine.
5. Opposite piston engine In this type of engine there are two pistons in each cylinder with the combustion chamber in the center between the pistons. In this engine, a single combustion process causes two power strokes, at the same time.
6. Radial engine It is an engine with pistons positioned in circular plane around the central crankshaft. The connecting rods of pistons are connected to a master rod which, in turn, connected to the crankshaft.
According to air intake process:
1. Naturally aspirated In this types of engine intake of air into cylinder occur by the atmospheric pressure.
2. Supercharged engine In this type of engine air intake pressure is increased by the compressor driven by the engine crankshaft.
3. Turbocharged engine In this type of engine intake air pressure is increase by use of a turbine compressor driven by the exhaust gases of burning fuel.
ENGINE TERMINOLOGY
1. Top dead center (T.D.C.) In a reciprocating engine the piston moves to and fro motion in the cylinder. When the piston moves upper direction in the cylinder, a point at which the piston comes to rest or change its direction known as top dead center. It is situated at top end of cylinder.
2. Bottom dead center (B.D.C.) When the piston moves in downward direction, a point at which the piston come to rest or change its direction known as bottom dead center. It is situated in bottom side of cylinder.
3. Stroke (L) The maximum distance travel by the piston in single direction is known as stroke. It is the distance between top dead center and bottom dead center.
4. Bore (b) The inner diameter of cylinder known as bore of cylinder.
5. Maximum or total volume of cylinder (Vtotal) It is the volume of cylinder when the piston is at bottom dead center. Generally, it is measure in centimeter cube (c.c.).
6. Minimum or clearance volume of cylinder (Vclearance) It is the volume of cylinder when the piston is at top dead center.
7. Swept or displace volume (Vswept) It is the volume which swept by the piston. The difference between total volume and clearance volume is known as swept volume.
Swept volume = Total volume – Clearance volume
8. Compression ratio The ratio of maximum volume to minimum volume of cylinder is known as the compression ratio. It is 8 to 12 for spark ignition engine and 12 to 24 for compression ignition engine.
Compression ratio = Total volume / Clearance volume
9. Ignition delay It is the time interval between the ignition start (spark plug start in S.I. engine and inject fuel in C.I. engine) and the actual combustion starts.
10. Stroke bore ratio Stroke bore ratio is the ratio of bore (diameter of cylinder) to length of stroke. It is generally equal to one for small engine and less than one for large engine.
Stroke bore ratio = inner diameter of cylinder / length of stroke
11. Mean effective pressure The average pressure acting upon the piston is known as mean effective pressure. It is given by the ratio of the work done by the engine to the total volume of engine.
Mean effective pressure = Work done by engine / Total volume of cylinder
Clasificación SAE (Society of Automotive Engineers)
Esta clasificación tomó como referencia el grado de viscosidad del lubricante en función a la temperatura la que se somete el motor durante su funcionamiento, por lo que no clasifica a los aceites por su calidad.
La marca de certificación y el símbolo de servicio API identifican la calidad de los aceites de vehículos de gasolina y diesel.
Clasificación
El sello de API también conocido como “STARBURST”, indica que el aceite cumple con la normativa vigente de
protección del motor y con los requisitos de economía de combustible ILSAC.
Otto Cycle is the theoretical thermodynamic cycle which describes the working of a spark ignition engine. This type of spark ignition engines is the most common type of engines used in automobiles. Today we will attempt to study it and understand what comprises of this Otto Cycle.
The Otto cycle is the study of what happens to a mass of gas when it is subjected to changes in pressure, temperature, volume, adding heat and removing heat. The system is the term given to the mass of gas that is subjected to these changes. Otto Cycle also studies the effect of this system on the environment. The effect in question here is the net output or the work generated by the Otto Cycle to move the automobile in which the engine is installed.
The name Otto Cycle comes from the name of the person who has put forward the theory of this system.His name was Dr Nicolas August Otto. The Otto Cycle comprises a top and bottom of the loop process which is called isentropic process. This process is frictionless and adiabatic. And an isochoric process which happens at left and right side of the loop and has the constant volume.
The reason we consider the Otto cycle as a theory is because of its premise that it operates in a completely efficient system where no energy is lost. However, we know that in reality, it is still not possible.
The isentropic process implies that during compression cycle there will be no loss of mechanical energy and considers that no heat will either enter the system or leave it. In theory, heat flows through the left pressurizing process and some of it passes back through the right depressurizing process. The difference of heat here gives the net mechanical work generated.
The Following Are The Four Processes In Otto Cycle-
Process 0-1 :
Also known as the intake stroke
Mass of air at constant pressure is fed into the cylinder/piston
Process 1-2:
Also known as Compression stroke.
In this process, the isentropic compression of the charge happens. This happens due to movement of the cylinder from bottom dead center to top dead center.This is the time when air-fuel mixture is compressed.
Process 2-3 :
This is also known as Ignition phase.
Here the piston for a moment of time rests at the top dead center. There is a little air-fuel mixture present at the top during this process. Heat is then introduced into the system which ignites the air-fuel mixture. Due to this, the volume remains constant whereas the pressure rises.
Process 3-4 :
Also known as Expansion stroke.
The rise in pressure due to ignition causes the piston to move to bottom dead centre.Gases are expanded isentropically and hence the system works on the piston.In simpler terms, the expansion of gases leads to movement of piston here.
Process 4-1 :
Also known as Heat Rejection phase.
The piston comes to rest at bottom dead center for a while. This drops the gas pressure immediately as the heat is removed using a heat sink at the cylinder head. The gas returns to its original state as was in step 1.
Process 1-0 :
Also known as the Exhaust stroke.
The exhaust valve opens in this process as the piston moves from Bottom dead center to top dead center. The remainder gas is expelled and the process again starts from 0-1.
So here we have in theory how an Otto process works.
La disposición de cilindros opuestos, también conocida como motor bóxer, no es tan popular pero todavía se puede encontrar y cuenta con muchos seguidores. En este tipo de mecánica encontramos que los cilindros se colocan enfrentados en un ángulo de 180º. Esta disposición permite que la altura total del bloque se reduzca considerablemente (aunque la anchura sigue siendo notable) y se consiga un centro de gravedad bajo.
En la actualidad son solamente dos marcas las que apuestan por los motores bóxer. Subaru lleva más de medio siglo con estas mecánicas y se usa tanto en gasolina como diésel que van desde 114 CV del 1.6 atmosférico del Subaru XV hasta los 300 CV del 2.5 turboalimentado que equipa el WRX STI. En Porsche también se ha apostado por los bóxer, antes con mecánicas atmosféricas y ahora utilizando la turboalimentación.
A lo largo de la historia ha habido otros bóxer conocidos como el dos cilindros del Citroën 2CV o los de doce cilindros de Ferrari.
Si notas cualquiera de las siguientes fallas es probable que requieras reemplazar la valvula PCV de tu auto:
1. Humo blanco en el escape de tu motor 2. Filtro de aire y/o ductos de aire contaminados por aceite 3. Fallas de ralentí en el motor (variación de rpms) 4. Fugas de aceite en retenes o empaques 5. Códigos de falla relacionados con el cuerpo de aceleración, el sistema IMRC, sensor MAF e IAT.
Humo blanco en el escape:
Cuando la válvula PCV se daña y queda atascada en posición abierta permite que el aceite del motor viaje por el ducto que la conecta hasta las mangueras de la admisión del motor contaminando el filtro del aire, ductos, cuerpo de aceleración, control IMRC, etc.
Cuando el aceite llega a la cámara de combustión se quema junto con la mezcla de aire y gasolina provocando el humo blanco.
Filtro de aire contaminado:
Como vimos en el punto anterior, al atascarse en posición abierta el filtro del aire queda empapado en aceite perdiendo toda posibilidad de filtrar el polvo que entra por el ducto de admisión hacia el motor.
Fallas de ralentí:
Una vez contaminados los sensores en los ductos de admisión como son el sensor MAF, IAT, Cuerpo de aceleración e IMRC el motor puede tener fallas en la aceleración, apagarse al hacer un alto o simplemente dejar de acelerar.
Fugas en empaques y retenes:
Cuando la válvula PCV se atasca en posición cerrada, los gases generados por la combustión y vapores del aceite generan tanta presión que empiezan a dañar los empaques y retenes del motor hasta dañarlos.
El motor empezará a mancharse en su exterior permitiendo dañar más componentes o simplemente quedarse sin aceite.
