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Curso Revisión preliminar del automóvil

Revisión preliminar del automóvil

Objetivo: Al finalizar el curso el capacitando describirá los procedimientos básicos en la revisión preliminar del automóvil.

Índice

  1. La batería
  2. Luces y accesorios
  3. Instrumentos del tablero
  4. Frenado
  5. Lubricación
  6. Sistema de refrigerante
  7. Bandas y mangueras
  8. Prueba de manejo
  9. Neumáticos y herramientas básicas

1. La batería

Función La función de la batería del vehículo es suministrar energía a los circuitos eléctricos. Esto es de vital importancia cuando el motor está detenido. Aunque el generador suple a la batería en alto grado cuando el motor está funcionando, la batería continúa activa como parte del sistema eléctrico y por tanto resulta imprescindible. Algunos ejemplos de circuitos que dependen completamente de la batería para su operación son:

  • el del arrancador
  • el de encendido de la bobina
  • el de las luces de estacionamiento e interiores
  • el del reloj
  • el del sistema de alarma contra robo.

La batería puede suministrar una corriente eléctrica gracias a la actividad química que tiene lugar dentro de ella. La actividad consiste en convertir energía química en energía eléctrica. Cuando la batería recibe una carga, la actividad se revierte y entonces la energía eléctrica se convierte en energía química.

Principio de operación

Si se sumergen dos placas de plomo en un recipiente de ácido sulfúrico diluido (H2SO4), conectando una placa al borne positivo de una fuente de c.c. y la otra al borne negativo, se forma un circuito completo por el cual fluye corriente. El ácido se conoce como electrólito y forma parte del circuito por el cual fluye la corriente. La evidencia de que pasa corriente por el circuito se obtiene primeramente por las burbujas que aparecen en la solución, y en segundo lugar por los cambios en el color de las placas. El color de la placa de plomo conectada al borne positivo cambia a café, y la otra placa conectada al borne negativo adquiere un color gris.

Si la fuente externa de c.c. se retira y reemplaza por un foco de bajo voltaje (de 2 V o menos), se descubrirá que en este circuito tan sencillo hay suficiente energía eléctrica para iluminar el foco durante un lapso breve. El conjunto formado por el recipiente, el electrólito y las placas se conoce como pila, y la actividad química que tiene lugar durante la carga y descarga se puede explicar como sigue.

Suponiendo que la pila está totalmente descargada, las placas positiva y negativa estarán recubiertas con un sulfato. En apariencia, este sulfato es un polvo blanquecino que se forma cuando el plomo (Pb) de las placas se combina con el sulfato (SO4) del ácido para dar sulfato de plomo (PbSO4). Cuando una corriente continua pasa por el circuito, el sulfato se descompone y su azufre se combina con la solución líquida, la cual aumenta su concentración formando una solución ácida más concentrada. Esto deja a la placa positiva con peróxido de plomo (PbO2), y a la negativa formada con plomo esponjoso (Pb).

Si ahora se conectan las dos placas a un circuito externo, fluirá una corriente desde esta pila sencilla hasta que quede descargada. Durante este cambio, el azufre nuevamente abandona el ácido (dejándolo así diluido) y cubre ambas placas, formando otra vez sulfato de plomo (PbSO4) sobre ellas. Asimismo, el óxido del peróxido de plomo que cubre la placa positiva se combina con el hidrógeno (H2) de la solución y forma agua (H2O). Así, la solución ácida se diluye aún más a causa de esta agua.

Una pila de plomo como la descrita puede producir y suministrar aproximadamente 2 volts, pero una pila tan sencilla sólo puede proporcionar una corriente a este voltaje durante un lapso muy corto antes de quedar descargada. Para mejorar la salida de la pila es necesario aumentar su tamaño con el fin de que quepan más placas dentro del electrólito. Esto le permite suministrar corriente a una presión de 2 volts durante un lapso más largo.

Si se necesitan más de 2 volts, como generalmente sucede en los vehículos motorizados, se agrupan varias pilas como ésta para formar una batería y se conectan en serie. Si se conectan tres pilas en serie, la batería resultante proporcionará 6 volts; si se conectan seis pilas de la misma manera se obtendrán 12 volts.

A veces es más conveniente interconectar dos baterías en serie que usar una más grande y pesada. Si las dos baterías se conectan en serie, sus voltajes iniciales se duplicarán. p.e., dos baterías de 6 volts conectadas en serie darán 12 volts, y dos baterías de 12 volts conectadas en serie darán 24 volts. Este método para lograr el voltaje correcto que necesita un sistema determinado generalmente se adopta para vehículos pesados y fábricas que emplean motores diesel de gran potencia.

Construcción de la batería

La moderna batería de 12 volts tiene una caja moldeada de polipropileno, un material que ha sustituido ampliamente a los compuestos de brea que se usaban en la construcción de baterías. Los compuestos anticuados, aunque resistentes, tenían las desventajas de ser extremadamente pesados, de requerir mantenimiento regular y de tener una corta duración, aproximadamente de dos años. Los nuevos materiales de PVC usados en las baterías modernas proporcionan una estructura resistente y ligera y tienen una expectativa de duración superior a tres años con pocas o nulas necesidades de mantenimiento.

La caja moldeada de polipropileno consta de seis compartimientos que alojan a las seis pilas de 2 volts para formar la batería de 12 V. Cada pila contiene un juego de placas positivas y negativas, y un número impar de placas constituyen la pila. Las pilas más populares tienen siete o nueva placas, estando formada la unidad de siete placas por cuatro negativas y tres positivas. Siempre hay una placa negativa más que el número de placas positivas en una pila. Las placas se fabrican vaciando una aleación de plomo en un molde reticular, y la rejilla se rellena con una pasta de óxido de plomo durante el ensamblaje.

Durante la formación de cada pila, todas las placas negativas se conectan a un terminal común, y las placas positivas se conectan a otro terminal común, pero se evita que cada placa tenga contacto con sus vecinas insertando separadores entre las placas. Los modernos separadores para batería se fabrican con polipropileno poroso. No sólo son más baratos que los separadores de madera que se usaban en las baterías anticuadas, sino que también duran más. Las placas negativas y positivas, que junto con los separadores constituyen la pila, se disponen alternadamente empezando con una placa negativa, luego un separador, después una placa positiva seguida por otro separador y otra placa negativa, y así hasta terminar. Esto significa que las dos últimas placas siempre son negativas.

Los ensambles o juegos de placas se acomodan en sus respectivos compartimientos, y las pilas adyacentes se interconectan mediante barras de aleación de plomo soldadas por resistencia. A continuación la cubierta de la batería se suelda térmicamente a la caja (no se usan adhesivos), proporcionando así una buena junta resistente a los ácidos entre la cubierta y la caja. La cubierta también se fabrica por el método de polipropileno moldeado, e incorpora orificios para llenar las pilas hasta el tope con agua destilada durante el mantenimiento, así como para permitir la ventilación. Esto se logra usando tapones roscados de plástico (en los respiradores u orificios), o una tapa alargada de presión que se quita o coloca con rapidez y facilidad. Algunos de los modelos más recientes de batería no requieren rellenado y están sellados permanentemente, por lo cual se conocen como baterías de mantenimiento nulo.

La etapa final en el ensamblaje de una batería es la fijación de los dos postes terminales (bornes), los cuales se sueldan a los dos pernos internos de polo usando un soplete de acetileno.

Prueba de la batería

La mayoría de las baterías sólo se prueban cuando se sospecha que están fallando. Sin embargo, es un buen hábito probar regularmente las baterías y monitorear las condiciones en que se encuentran para minimizar las fallas y averías. El primer indicio de que una batería comienza a fallar, o de que está por finalizar su vida útil, es cuando no puede hacer arrancar al motor, y esto es más probable que suceda en clima frío. El peso específico del electrólito se reduce cuando desciende la temperatura. Durante el arranque en frío es cuando la batería soporta su carga máxima, y por tanto esta situación le impone la prueba más severa.

Existen métodos para probar el estado de carga de la batería y las condiciones de la pila, siendo el más conocido la prueba hidrométrica. Prueba hidrométrica Como se explicó anteriormente, durante la descarga de una batería el electrólito se diluye debido a que el oxígeno (O2) y el hidrógeno (H2) se combinan para formar agua (H2O). Durante la carga, el sulfato de las placas se combina con el electrólito para formar una solución ácida concentrada. Esta variación en la concentración del electrólito es lo que indica el "estado de carga" de las pilas.

El hidrómetro es un instrumento que mide el peso específico del electrólito. Las dos lecturas opuestas que se podrían obtener del hidrómetro serían 1.000, la cual indica el peso específico del agua, y 1.835 que indica el del ácido sulfúrico concentrado. Estas dos lecturas no se obtendrían normalmente al probar una pila de batería, pues lo que se estaría probando sería un ácido sulfúrico diluido. El peso específico de un electrólito normal debería ser aproximadamente de 1.260 a 1.280 a carga plena y a 16 grados centígrados. A medida que se descargan las pilas disminuye el peso específico, siendo la lectura a media carga aproximadamente de 1.190 a 1.210, y a plena carga más o menos de 1.110 a 1.130.

La temperatura tiene un efecto sobre el peso específico, el cual se debe tomar en cuenta al realizar la prueba. La prueba hidrométrica normalmente se realiza en cada pila de la batería, teniendo el electrólito una temperatura aproximada de 26 grados centígrados; deberá haber poca diferencia en las lecturas de las pilas.

2. Luces y accesorios

Avisador de "faros encendidos". Este sistema suele ir combinado con el sistema de zumbador de aviso de "puerta abierta". Cuando los faros están encendidos y la puerta del conductor se halla abierta, entra en acción un zumbador que avisa para que sean apagados los faros antes de que se abandone el coche. En algunos coches modernos, el sistema activa un sistema electrónico de aviso que advierte verbalmente: "sus luces están encendidas".

Sustitución de las lámparas de los faros. Los faros están instalados de múltiples maneras. El conjunto incluye un anillo o pieza de ajuste en la parte posterior del faro y un cerco de sujeción en la parte anterior. Para reemplazar un faro, quitar el marco, cerco de sujeción y la lámpara. Asegurarse al sustituirse la lámpara que sea del mismo tipo. El cambio de una lámpara halógena por otra de las normales reduciría la iluminación y, por consiguiente, el cliente podría sentirse insatisfecho. Una vez instalado el nuevo faro, ajustar la orientación del mismo.

Conmutador de faros. En muchos coches el conmutador de los faros controla también las luces de situación, las de gálibo, las traseras, las del tablero de instrumentos y las de matrícula. Además, en los sistemas que utilizan motores de vacío para activar las cubiertas de los faros, dirige el vacío hacia los motores cuando está totalmente tirado hacia fuera.

En muchas instalaciones, el circuito del tablero de instrumentos pasa a través de un reóstato situado en el conmutador. Al girar el botón de éste, aumenta o disminuye el brillo de la luz en el tablero de instrumentos. Girando totalmente el botón, se enciende la luz del techo.

En muchos coches, el reóstato regulador del brillo está colocado independientemente, y también están separados los conmutadores de los faros y de las luces de posición.

Interruptor de las luces de freno o "pare". Hasta la introducción del sistema de freno de doble circuito, los interruptores de las luces de freno eran hidráulicos. Constaban de un pequeño diafragma que era desplazado debido a la presión hidráulica ejercida al aplicar el freno. Esta acción cerraba un interruptor el cual conectaba las luces de freno a la batería.

Al aparecer el sistema de freno de doble circuito, dejó de usarse el interruptor hidráulico. Con esta disposición existen dos sistemas hidráulicos independientes, uno para las ruedas delanteras y otro para las traseras. Si estuviera conectado un interruptor hidráulico en uno de los sistemas y éste fallara, el vehículo se quedaría sin luces de freno, aunque el otro sistema funcionase.

En consecuencia, se adoptó el interruptor mecánico. Cuando se presiona el pedal de freno se desplazan los contactos del interruptor (hacia la izquierda), los contactos se juntan y las luces se encienden.

Intermitentes. Las señales de giro o intermitentes permiten al conductor señalar la intención de girar a la derecha o a la izquierda. Son accionadas mediante un interruptor dispuesto en la columna de dirección. Cuando se desplaza la palanca del interruptor quedan completados los circuitos entre la batería y las correspondientes luces. El circuito lleva un dispositivo productor de destellos que intermitentemente cierra y abre los contactos, lo que motiva el encendido y apagado de las luces destellantes. Estos destellos intermitentes hacen que sean más perceptibles las luces.

El destallador o dispositivo productor de destellos consta de una lámina termostática y un calefactor. Este último se calienta al paso de la corriente y el calor producido es transmitido a la lámina, que se comba y abre los contactos. Al interrumpirse el circuito, la corriente cesa de fluir, la lámina se enfría, se endereza y cierra los contactos. Este ciclo se repite mientras se halle cerrado el interruptor del sistema.

Luces de marcha atrás. Las luces de marcha atrás se encienden cuando el conductor sitúa la palanca del cambio de marcha en la posición de marcha atrás o retroceso. Los contactos del interruptor se cierran cuando la palanca de cambio es situada a la posición de marcha atrás (R), y con ello se conectan la luz o las luces de la parte posterior del vehículo a la batería.

Generador de destellos de emergencia. El sistema generador de destellos para caso de emergencia está previsto para que sirva de señal, a los vehículos que sigan, de que el vehículo está parado o averiado o bien apartado de la carretera. Cuando el conductor acciona el interruptor del generador de destellos, las cuatro luces indicadoras de giro lanzarán destellos simultáneamente. El sistema comprende un destellador similar al que se emplea para la señal de giro y que se acciona mediante un interruptor.  Luces de cortesía. Estas luces se encienden cuando se abre cualquiera de las puertas del vehículo para que suban o desciendan los pasajeros. Dichas luces se accionan por interruptores dispuestos en las mismas puertas. Cuando una puerta está abierta, el interruptor se cierra para conectar las luces internas del vehículo (techo o laterales) a la batería.

3. Instrumentos del tablero

  • Tablero de instrumentos. El tablero de instrumentos contiene un cierto número de aparatos indicadores y luces de advertencia. Los diversos dispositivos indicadores se describen a continuación.
  • Medidores de combustible. Los medidores de combustible accionados eléctricamente pueden ser del tipo de bobinas equilibradas o del tipo termostático.
  • Tipo de bobinas equilibradas. El sistema de bobinas equilibradas consta de dos unidades separadas, la unidad del depósito y la unidad del tablero de instrumento, estando ambas conectadas en serie con la batería mediante un conductor, a través del interruptor de encendido. Cuando se cierra este interruptor, la corriente procedente de la batería fluye a través de la unidad del depósito y de la del tablero. La unidad del depósito consiste en una resistencia variable y un contacto deslizante o cursor, cuya posición está mandada por un flotador y una palanca. Esta última gira hacia arriba o hacia abajo de acuerdo con las variaciones de nivel del combustible en el depósito. Al estar bajo el nivel del combustible, el contacto deslizante se desplaza hacia arriba, sacando del circuito la mayor parte de la resistencia. Por lo tanto, la mayor parte de la corriente que llega por la bobina de la izquierda en la unidad del tablero, sigue a través de la bobina de la derecha. Por consiguiente, la bobina de la izquierda es magnéticamente más potente que la de la derecha y, por tanto, la armadura y la aguja indicadora girarán hacia la izquierda, quedando así indicado el descenso del nivel del combustible. Por el contrario, cuando el nivel del combustible está alto, el flotador ha descendido y el contacto deslizante ha intercalado la mayor parte de la resistencia en el circuito. En consecuencia, la mayor parte de la corriente que llega a través de la bobina de la izquierda sigue a través de la bobina de la derecha. Por consiguiente, siendo esta última bobina relativamente más potente, la armadura y la aguja indicadora girarán hacia la derecha para señalar así el alto nivel del combustible.
  • Tipo termostático. Son dos los tipos de indicadores de combustible termostáticos que se emplean. El tipo más antiguo lleva dos láminas termostáticas, una en la unidad del depósito y la otra en la unidad del tablero. En los del tipo moderno sólo hay una lámina termostática en la unidad del tablero de instrumentos, pero en la unidad del depósito va dispuesta una resistencia variable similar a la usada en el medidor de combustible del tipo de bobinas equilibradas descrito anteriormente.

En el tipo más antiguo, el flotador del depósito actúa sobre una leva que, a su vez, encorva más o menos una lámina termostática. Esta lámina lleva a su alrededor una bobina calefactora, la cual, a través de una bobina similar en la unidad del tablero de instrumentos, se halla conectada a la batería (mediante el interruptor del encendido). Cuando se conecta el encendido, la corriente fluye a través de ambas bobinas, dando lugar al calentamiento de las dos láminas termostáticas, o sea, la de la unidad del tablero y la de la unidad del depósito. El calor engendrado por los calefactores produce el encorvamiento de las dos láminas bimetálicas. En la unidad del tablero este movimiento es transmitido por medio de una articulación mecánica a la aguja indicadora, la cual se desplaza sobre el cuadrante o esfera del indicador. En el elemento del depósito, el encorvamiento de la lámina hace que se abra un juego de contactos. Si el nivel del combustible está bajo, el encorvamiento original producido por la leva es de poca importancia y, en tales condiciones, sólo un pequeño encorvamiento (debido al efecto de la bobina calefactora) será suficiente para que se abran los contactos, después de lo cual cesa el efecto calorífico en ambas bobinas, en la del tablero y en la del depósito, empezando, por esta causa, a enderezarse las láminas. En la unidad del depósito esto es motivo de que se cierren los contactos, volviendo a producirse de nuevo los efectos caloríficos citados. Por lo tanto, los contactos continúan abriéndose y cerrándose. El grado de encorvamiento producido en la lámina termostática del depósito es reproducido aproximadamente en la unidad del tablero, por lo que la aguja indicará el nivel de combustible existente en el depósito.

En el medidor de combustible de tipo termostático va dispuesta una resistencia variable en la unidad del depósito y un termostato en la unidad del tablero de instrumentos. Indicadores de presión de aceite. Los coches están provistos de aparatos indicadores de la presión del aceite. Si esta presión es demasiado baja, el motor no recibe el engrase necesario. El trabajo continuado, en tales condiciones, puede producir la ruina del motor. El indicador advierte al conductor que debe añadir aceite al cárter.

En general, hay dos tipos de indicadores de presión: uno presenta un manómetro en el tablero de instrumentos, que indica la presión; el otro es una luz de advertencia que se enciende si la presión cae por debajo del mínimo tolerable.

Indicadores de la temperatura del motor. Para que el conductor conozca siempre la temperatura del refrigerante del sistema de refrigeración, se dispone en el vehículo un indicador de temperatura o termómetro. Un aumento anormal de temperatura es señal de que el motor funciona también en condiciones anómalas. El indicador advierte al conductor que debe parar el motor antes de que éste sufra importantes daños. Existen dos tipos generales de indicadores de la temperatura. Uno de ellos emplea un indicador en el tablero de instrumentos que muestra la temperatura ya sea mediante una aguja sobre un cuadrante o mediante la indicación de los grados reales. El otro emplea una luz que se enciende cuando la temperatura es demasiada alta.

Amperímetro o indicador de carga. Es un instrumento que se emplea en muchos coches y va conectado entre el alternador y la batería. Indica al conductor si el alternador funciona correctamente o no y si la batería se carga al estar el motor en marcha.

Voltímetro. Actualmente un gran número de vehículos poseen un voltímetro en sustitución del amperímetro. El voltímetro suministra una lectura continua de la tensión en el sistema de carga. Dado que el voltímetro proporciona una buena medida de las condiciones de la batería y el proceso de carga, algunos consideran que el voltímetro es mejor que el amperímetro.

Luz indicadora de carga. Esta luz indicadora o luz testigo, se emplea en muchos coches en lugar del amperímetro. Va conectada entre el alternador (o el regulador del alternador) y la batería, a través del interruptor del encendido. La luz va conectada en paralelo con una resistencia. La corriente circula por dicha resistencia y la luz indicadora en su camino hacia el inductor del alternador. La caída de tensión que se produce en la resistencia proporciona la tensión necesaria para que se ilumine dicha luz, que permanece encendida hasta que el motor se pone en marcha y el alternador empieza a cargar la batería. Cuando esto sucede, la tensión es igual en ambas porciones de la resistencia y la luz, por lo que ésta se apaga indicando así que la batería se está cargando.

Servicio de los indicadores. Si se sospecha que algún indicador no funciona correctamente, habrá que cambiar provisionalmente todo el conjunto (o elemento del depósito en un indicador de nivel del combustible). Si se comprueba que el nuevo indicador funciona perfectamente, el sustituido será defectuoso. Si, a pesar del cambio, el nuevo indicador no registra debidamente, lo más probable es que haya alguna anomalía en la unidad montada en el tablero de instrumentos o en el cableado. En un indicador del nivel del combustible, en realidad no será necesario instalar la nueva unidad en el depósito. En lugar de esto, se desconectará el terminal de la unidad vieja montada en el depósito y se conectará al terminal de la nueva unidad. Luego se conecta un conductor de masa de la caja de la unidad del depósito, al bastidor del vehículo (masa). Ahora ya podrá moverse a mano, hacia arriba y hacia abajo, el flotador de la nueva unidad y comprobarse las indicaciones del instrumento montado en el tablero.

NOTA: En los indicadores del tipo termostático hay que contar con un retardo de aproximadamente un minuto para que se caliente el elemento bimetálico y se inicie la indicación en la unidad del tablero de instrumentos.

Pocas son las operaciones de servicio o mantenimiento que requieren los indicadores; cuando se presuma que una unidad es defectuosa, lo más indicado es reponerla. En algunos indicadores el flotador o su brazo son desplazables, por lo que éstos pueden recalibrarse y corregirse las indicaciones del tablero. Hay también indicadores en los que los polos bobinados pueden acercarse o retirarse de la armadura, lo que también permite el calibrado de tales unidades. En los indicadores del tipo con láminas termostáticas vibratorias, los contactos sucios (que son causa de fluctuación de la aguja) pueden limpiarse pasando entre ellos un trozo de papel blando de buena calidad, cuidando de que entre los contactos no queden partículas o pelusilla de papel. No debe emplearse jamás para la limpieza de los contactos papel de lija o tela esmeril, pues las partículas desprendidas pueden quedar incrustadas en los contactos y ser causa de indicaciones falsas.

4. Frenado

Al accionar el sistema de frenos, las ruedas del vehículo giran con mayor dificultad por el rozamiento de los frenos, el motor es arrastrado por el vehículo al avanzar si no está desembragado. La masa del vehículo se desacelera. La fuerza que actúa en el sentido de la marcha mantiene en rodadura las ruedas sobre la carretera hasta que la energía cinética del vehículo se ha convertido en trabajo de frenado (fuerza del freno por recorrido durante la frenada), y ésta nuevamente en los frenos, en calor. El mejor efecto de los frenos se consigue cuando las ruedas están aún girando. Si se bloquean, hay peligro de deslizamiento; además pueden producirse desperfectos en los neumáticos.

La suma de las fuerzas que aparecen en el perímetro de las ruedas al frenar, corresponde, en su valor máximo posible al peso del vehículo. La fuerza del pie (fuerza muscular) del conductor (turismos, unos 500 N; camiones, unos 700 N), que ha de producir esta fuerza de frenado, tiene que amplificarse por medio de una transmisión mecánica en los frenos mecánicos o por medio de una transmisión hidráulica en los frenos hidráulicos.

Si estas posibilidades no bastan para producir una fuerza de frenado suficientemente grande, hay que recurrir a fuerzas auxiliares como, por ejemplo, depresión o presión hidráulica acumulada – servofrenos -.

Para producir la fuerza de frenado puede también utilizarse una fuerza exterior, por ejemplo, aire comprimido; el conductor lo único que hace con el pedal de freno es mandar el aire comprimido (frenos de fuerza exterior).

Frenos hidráulicos. El freno hidráulico está constituido por el pedal de freno, el cilindro principal en tándem, el sistema de conductos, los cilindros de rueda y los frenos sobre las ruedas.

La fuerza de accionamiento suele llevarse al cilindro principal a través de un amplificador de fuerza, lo que permite aplicar grandes fuerzas de apriete a los frenos sobre las ruedas con un pequeño esfuerzo del pie.

Suelen utilizarse frenos de disco para las ruedas delanteras y de tambor para las traseras, o bien frenos de disco en todas las ruedas. En los camiones y autocares se encuentran aún frenos de tambor en todas las ruedas, lo mismo que en algunos turismos.

Por razones de seguridad, la instalación de frenos se divide, casi siempre, en dos circuitos (instalación de doble circuito). Esto exige un cilindro principal en tándem. Si falla uno de los circuitos de freno, el vehículo puede frenarse con el otro.

El efecto de los frenos hidráulicos se basa en el principio de Pascal: La presión ejercida en un punto de un fluido encerrado se transmite con la misma intensidad en todos los sentidos. De este modo, en todos los cilindros de rueda actúa la misma presión hidráulica.

5. Lubricación

La función principal de la lubricación es reducir por aplicar un aceite lubricante el rozamiento entre las piezas del motor que deslizan unas sobre otras. Además de esto, el aceite tiene la misión de refrigerar las partes del motor que no pueden ceder su calor directamente al líquido refrigerante o al aire de refrigeración. Por otra parte, contribuye también a la estanqueidad de las piezas deslizantes (por ejemplo, entre pistones y las paredes del cilindro). Y además, el aceite limpia el motor llevándose partículas de abrasión y depósitos de residuos de la combustión. El agente lubricante, por efecto de aditivos especiales, protege además las piezas del motor contra la corrosión. Por último, la película de aceite lubricante actúa como amortiguador.

El aceite debe engrasar, refrigerar, obturar, limpiar, proteger de la corrosión y amortiguar los ruidos de los mecanismos del motor.

Clases de rozamiento de deslizamiento. Cuando dos cuerpos sólidos (por ejemplo pistón y cilindro) se deslizan entre sí, aparece rozamiento. Este es tanto mayor cuanto más fuerte sea el contacto de los cuerpos y más ásperas sean sus superficies de contacto.

Si se estudia, fuertemente ampliada, la superficie de un cuerpo, se pone de manifiesto que a pesar de lo muy finamente que puedan estar trabajadas las superficies existen en ella surcos y crestas que hacen que el cuerpo tenga aspecto áspero. Se distingue entre rozamiento seco, líquido y semilíquido.

  • En el caso de rozamiento seco (rozamiento entre cuerpos sólidos) por causa del duro contacto de las partes que se deslizan se presentan en las elevaciones o crestas temperaturas elevadas; los sitios afectados se sueldan entre sí (soldadura por frotamiento) y se arrancan nuevamente separándose; este proceso, constantemente repetido, conduce a fuerte desgaste, a elevadas temperaturas y finalmente al agarrotamiento o gripado. Con este gripado se sueldan entonces ambas piezas entre sí de modo definitivo.
  • El rozamiento semilíquido (rozamiento mixto) se presenta allí donde a pesar de la lubricación no puede formarse película de aceite coherente y uniforme en los movimientos de vaivén.
  • El rozamiento líquido (rozamiento entre líquidos o fluidos) es el más pequeño, porque la capa de aceite que se adhiere, por ejemplo, al árbol se desliza sobre la capa de aceite adherida al cojinete. Con esto resulta que se está en presencia únicamente de un rozamiento entre líquidos. Pero este rozamiento es muy pequeño y el desgaste y el desarrollo de calor en el soporte son por ello también muy reducidos. La capa de aceite de que hablamos recibe el nombre de película de aceite.

Disposición de la lubricación del motor. Del depósito de aceite (generalmente el cárter) se manda éste mediante una bomba, habitualmente a través de filtros a los numerosos puntos del motor que hay que lubricar, a cuyo efecto existe una válvula de sobrepresión o válvula de seguridad que impide, especialmente en el caso de arranque en frío (aceite muy viscoso), que se produzcan subidas peligrosas de la presión. De los puntos que se lubrican gotea el aceite nuevamente al cárter o depósito que lo contiene. Los puntos de engrase más importantes son los cojinetes del cigüeñal, los de biela, los de perno de pistón, los del árbol de levas, taqués, balancines, cadena, tensor de cadena, accionamiento del distribuidor y cilindros. La cantidad de aceite que hay en el cárter o depósito con el motor parado debe estar entre los límites prescritos por la fábrica.

Filtro de aceite. Los filtros de aceite se instalan para evitar que el lubricante se deteriore prematuramente a causa de las impurezas (hollín, limaduras metálicas, polvo). Además, suelen mejorar la refrigeración del flujo de aceite. Hay que distinguir entre filtros del circuito principal y del circuito secundario.

Normalmente se montan filtros del circuito principal porque así todo el caudal impulsado pasa a presión por el filtro antes de llegar a los puntos de lubricación y se eliminan previamente las impurezas. Una válvula de desvío colocada delante del filtro del circuito principal garantiza que, en caso de obstrucción del filtro, el aceite pueda llegar, sin filtrar, a los puntos de lubricación a través de un conducto de derivación (by-pass). La válvula de sobrepresión situada a continuación de la bomba de aceite impide que la presión en los conductos de aceite resulta inadmisible, cosa que puede ocurrir, especialmente, en el arranque en frío. Una válvula de retención situada después de la bomba impide que se vacíen los conductos de alimentación con el motor parado.

A través de un filtro del circuito secundario no circula más que una parte del caudal de aceite impulsado (flujo secundario), porque se encuentra en un ramal paralelo al conductor principal. De esta manera, a los puntos de lubricación puede llegar aceite sucio. Por esta razón se mejora la finura del filtro y el aceite se limpia, ciertamente, con mayor lentitud pero con más intensidad. Como sólo pasa una parte del aceite por el circuito secundario, no necesita válvula de desvío. Los filtros obstruidos no pueden bloquear el flujo del aceite hacia los puntos de lubricación. En una hora de funcionamiento, toda la carga de aceite del motor pasa de 6 a 8 veces a través del filtro del circuito secundario. Estos filtros suelen estar formados por papel plegado en estrella (gran superficie).

Los filtros del circuito principal y del circuito secundario dispuestos en un sistema de tuberías a modo de filtro combinado limpian el aceite rápida y finamente. En este caso se necesita también una válvula de sobrepresión en el filtro del circuito principal. Según las exigencias se montan filtros de distintos tipos.

Averías y trabajos en el taller. En los vehículos nuevos puede presentarse un consumo elevado de aceite anormal. Puede llegar a ser un múltiplo del consumo normal. Solamente a los 20,000 km. aproximadamente está el motor (rodado) . Se produce un consumo de aceite demasiado alto cuando se "pegan" los aros del pistón, cuando las superficies de deslizamiento de los cilindros y las guías de válvulas están desgastadas, cuando el aceite lubricante se calienta demasiado, cuando se emplea aceite con viscosidad demasiado pequeña, cuando las juntas están deterioradas (por ejemplo en el cárter de aceite, en el tornillo de purga del aceite, en el eje del cigüeñal). El consumo de 1 litro de aceite por cada 1000 km. de marcha, es decir, cada 100 litros de gasolina se considera como normal. Si no se denota ningún consumo puede, en ciertos casos, ser debido a la presencia de combustible o de agua en el aceite.

La clase y cantidad de aceite viene prescrita por el fabricante. Se mide con la varilla de nivel de aceite correspondiente la cual va provista de una marca que indica el nivel mínimo y otra para el nivel máximo. El nivel de aceite debe estar comprendido siempre entre estas dos marcas. Si el nivel es demasiado bajo, peligra la lubricación y es demasiado alto se pierde aceite porque las juntas dejan pasar ciertas cantidades. Las mediciones de nivel deberán hacerse después de que el aceite haya dejado de gotear al cárter.

6. Sistema de refrigerante

Misión. La refrigeración tiene la misión de ceder a un medio refrigerante el calor que, debido al proceso de combustión, se ha transmitido a partes del motor (tales como pistones, cilindros, culata) y al aceite del motor, dada la limitada resistencia al calor de los materiales y del aceite lubricante. Aproximadamente un 25% a 30% de la energía suministrada por el combustible se pierde con ese calor.

La creciente potencia de los modernos motores exige una mejor acción refrigerante debiendo por otro lado disminuirse el peso de la instalación de refrigeración. Esto puede alcanzarse por ejemplo mediante una acelerada circulación del medio refrigerante y con grandes superficies enfriadoras de metal ligero. Con objeto de que con el paso de calor de las piezas del motor al medio refrigerante no se produzcan fuertes diferencias de calor y con ello puedan presentarse tensiones, es importante que la circulación del medio refrigerante sea lo más regular y que la transmisión de calor no se impida en algunos puntos por suciedad o por incrustaciones calcáreas.  

Una buena refrigeración posibilita un aumento de potencia porque con ello mejora la carga de los cilindros y porque en los motores Otto la mezcla combustle-aire puede comprimirse más fuertemente sin que se inflame por si misma. Se distingue entre refrigeración por aire y refrigeración por agua.

Refrigeración por aire. En el caso de refrigeración por aire se cede el calor sobrante directamente a la atmósfera. Con objeto de mejorar la conductibilidad de los cilindros y las culatas, se hacen unos y otras de aleaciones de material ligero y se proveen de aletas con objeto de aumentar la superficie de refrigeración.

Refrigeración por líquido (refrigeración por agua). En la refrigeración por líquido, tanto los cilindros como la culata tienen doble pared. La cámara intermedia está llena de líquido, por ejemplo agua, y conformada de modo que se forme un circuito de refrigeración por líquido.

La circulación con refrigeración por convección se basa en que el agua caliente tiene menor densidad que el agua fría. El agua, al calentarse, asciende por la camisa de los cilindros y retorna por abajo al radiador. Como la circulación se hace sin bomba, sólo puede establecerse cuando la instalación está completamente llena. El refrigerante es relativamente pequeño porque el agua circula lentamente.

La refrigeración por circulación forzada (circuito de refrigeración con bomba) es la más utilizada. Una bomba hace circular con gran velocidad de circulación al líquido de refrigeración, a través de un circuito de refrigeración por lo general de tipo circuito cerrado.

De esta manera, las tensiones térmicas del motor se mantienen bajas ya que la diferencia de temperaturas entre la entrada y la salida del líquido en el motor no es más que de 5 a 7 grados centígrados.

7. Bandas y mangueras

Es necesario que las mangueras que conectan al motor con el radiador y con el calefactor sean de algún material flexible para permitir el movimiento y la vibración del motor en relación con el radiador y el calefactor que son fijos. También deben ser capaces de soportar las presiones existentes en el sistema, aparte de ser resistentes al calor y al aceite.

Normalmente se construyen de hule sintético reforzado con algún tejido de nylon que les dé resistencia extra. Para evitar dobleces innecesarios y el consiguiente aplanamiento de las mangueras, lo cual restringiría el flujo del refrigerante, las mangueras se moldean a su forma requerida durante la fabricación. Esta es la razón de que las mangueras generalmente no sean intercambiables entre una marca de vehículo y otra.

Es conveniente revisar periódicamente el estado de las mangueras en busca de grietas o esponjamiento del hule, lo cual podría debilitarlas y finalmente conducir a que se revienten.

8. Prueba de manejo

Las pruebas de manejo se le aplican a los vehículos para determinar si la unidad presenta problemas al conducirlo.

  • Para probar la suspención y dirección, se maneja sobre superficies irregulares, la suspención no debe producir ruidos y la dirección mantenerse firme.
  • Al conducirse en carretera la unidad no debe presentar tendencia a salirse o invadir el carril contrario.
  • El frenado se aplicará suave y firme, el pedal de freno no recorrerá hacia el fondo más de una cuarta parte del recorrido total para considerarse aceptable; tampoco provocará jaloneos hacia los extremos ni oscilaciones en el pedal, ni bloqueos en un solo neumático.
  • Al soltar el embrague, la unidad se desplazará suavemente sin producir vibraciones ni ruidos.
  • Al conducir la unidad en velocidad de crucero el vehículo no producirá chillidos ni truenos que parezcan anormales.

9. Neumáticos

A los neumáticos se les exigen las siguientes condiciones: deben soportar el peso del vehículo; con ayuda de su cojín de aire deben absorber elásticamente los pequeños choques que provocan las irregularidades de la carretera, es decir que deben proporcionar un determinado grado de elasticidad; deben garantizar una buena adherencia del vehículo al suelo y transmitir entre vehículo y suelo las fuerzas de tracción y frenado laterales. Además, los neumáticos deben proporcionar una reducida resistencia a la rodadura y poseer una duración tan larga como sea posible.

Constitución del neumático. Forman parte del neumático completo la cámara de aire con la válvula, la cubierta y la banda protectora de la cámara (para llantas de fondo profundo y plano). De todos modos la citada banda protectora no se usa nada más que en velocípedos y motocicletas, para proteger la cámara contra deterioros que puedan producirle las cabezas de los radios de alambre.

  • La cámara de goma debe corresponder al tamaño del neumático. Obtiene su presión de aire a través de una válvula. Se distingue entre válvulas rectas y válvulas en ángulo cuyas formas y tamaños están normalizados. Las válvulas rectas son de metal o de goma.
  • La cubierta está compuesta por una infraestructura o armazón de tejido (tejido de cordones engomados) que también recibe el nombre de carcasa, una estructura intermedia, una superficie de rodadura y los talones con los núcleos, embebidos, de alambre de acero.
  • La infraestructura de tejido está constituida por cordones de hilos engomados, de seda artificial, nylon o poliéster. Los cordones se superponen en capas, y concretamente en diagonal, en ángulo agudo respecto a la dirección de marcha, o radialmente, en ángulo recto respecto a la dirección de marcha. También se utilizan cordones de muchos hilos de acero o de fibra de vidrio.
  • La estructura intermedia que consta de varias capas de tejido y cojines de goma, amortigua los choques y protege la carcasa.

La banda de rodadura está dotada de un dibujo. El dibujo o perfil de estrías longitudinales proporciona la guía lateral al neumático y el de estrías transversales transmite las fuerzas de tracción. A altas velocidades sobre carretera húmeda, se forma entre el neumático y la superficie de la carretera una cuña de agua que anula la adherencia al suelo y hace que el coche pierda la capacidad de dirección (Aquaplaning). Para impedir los peligros que causa el aquaplaning, las ranuras del dibujo tienen que tener una profundidad mínima determinada, con el fin de que puedan absorber mucho agua, y necesitan una forma determinada para desviar hacia fuera la mayor cantidad de agua posible en el tiempo más corto. Para esto el dibujo debe tener la profundidad mínima de más de un 1 mm.

El talón tiene el cometido de sujetar el neumático firmemente a la llanta. Por lo tanto es de ejecución especialmente sólida mediante el empleo de cables de alambre de acero cobreado.




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