Manual de Operación y Mantención de Retroexcavadora y Cargador Frontal

Profesor: Claro Gallardo Gatica. 2010.

2

INDICE OBJETIVO ................................................................................................................................. 4 RETROEXCAVADORA ........................................................................................................... 4 CARACTERÍSTICAS ........................................................................................................... 5 Chasis ................................................................................................................................. 6 Cabina de Mando ............................................................................................................... 6 Transmisión ........................................................................................................................ 8 Grupos de los ejes .............................................................................................................. 8 Diferencial .......................................................................................................................... 9 Freno de servicio .............................................................................................................. 10 Sistema de rodados ........................................................................................................... 10 Tipos de elementos de corte ............................................................................................. 11 Descripción de la retroexcavadora ................................................................................... 12 Herramientas .................................................................................................................... 12 Motor ................................................................................................................................ 13 Sistema oleohidráulico ..................................................................................................... 14 Efectividad Operativa ....................................................................................................... 15

Seguridad en la operación .................................................................................................... 16 Seguridad aplicada ........................................................................................................... 16 Información importante sobre seguridad .......................................................................... 16

Avisos y etiquetas de advertencia ........................................................................................ 17 Conexión indebida de los accesorios ............................................................................... 18 Freno de estacionamiento y neutro de la transmisión y de marcha de velocidades ......... 19 Subida y Bajada de Retroexcavadora y Cargador Frontal ............................................... 20 Uso y ajuste del cinturón de seguridad ............................................................................. 21 Inspección visual exterior de la máquina ......................................................................... 21

Conceptos básicos sobre motores diesel .............................................................................. 22 Como funcionan los motores diesel ................................................................................. 23 Tipo de combustible ......................................................................................................... 29 Cantidad de combustible .................................................................................................. 29 Proceso de combustión en un motor diesel ...................................................................... 29 Proceso de combustión en un motor de gasolina ............................................................. 29 Transmisión de energía térmica ....................................................................................... 30 Movimientos alternativos y giratorios .............................................................................. 30 Conjunto del bloque ......................................................................................................... 32 Cigüeñal ........................................................................................................................... 32 Árbol de levas ................................................................................................................... 33 Componente de árbol de levas ......................................................................................... 33 Lóbulos del árbol de levas ................................................................................................ 33 Partes del lóbulo de una leva ............................................................................................ 34 Alzada de las levas ........................................................................................................... 34 Conjunto de tren de engranajes ........................................................................................ 34 Finalidad del tren de engranajes ....................................................................................... 35 Componentes del tren de engranajes ................................................................................ 35

Sistema de Refrigeración ..................................................................................................... 36 Ventiladores ..................................................................................................................... 37

Sistema de lubricación ......................................................................................................... 38

3

Filtro de aceite .................................................................................................................. 39 Aceite de lubricación ........................................................................................................ 39 Selección del aceite adecuado .......................................................................................... 40

Sistema de admisión de aire/escape ..................................................................................... 42 Turbocompresor ............................................................................................................... 43

Sistemas de Arranque ........................................................................................................... 44 CARGADOR FRONTAL 994-D ............................................................................................. 46

Símbolos ........................................................................................................................... 49 Tipos de Balde .................................................................................................................. 52 Material en general ........................................................................................................... 54 Ubicación de los Camiones .............................................................................................. 54 Otras aplicaciones de carga .............................................................................................. 55

4

OBJETIVO Objetivo General Dar a conocer sus componentes, comandos, dispositivos, su mantenimiento y técnicas de operación, que se pueden ejecutar, con estos tipos de maquinarias. Teniendo siempre presente las Normas de Prevención de Riesgos, Higiene y Seguridad, que para una buena labor en estos tipos de maquinarias se requiere.

RETROEXCAVADORA

5

CARACTERÍSTICAS • La retroexcavadora es una de las máquinas más versátiles que existen en la actualidad, en la construcción, obras viales, agricultura y minería, en lo que respecta a excavaciones, movimientos de tierra y traslado de materiales. Diseñada para cumplir con las más altas exigencias en cuanto a seguridad y por sobre todo, de la vida útil de la máquina.

• Se caracteriza por un robusto diseño del Brazo de Penetración, Aguilón y Extensión, que son además, angosto de forma, para que la visibilidad del operador, sea excelente en toda su extensión hasta el elemento de corte, sea cual sea la profundidad a la que se excave.

6

Chasis

El chasis de la retroexcavadora, es fabricado con una alta resistencia al sobre esfuerzo, de esta, manera se consiguen mejor índice de productividad, resistencia y durabilidad, gracias a su diseño como cargadora y excavadora. Tiene la condición de ser una máquina versátil. En cuanto a la capacidad de excavación, es excepcional, gracias a la geometría y al potente sistema oleohidráulico de flujo compensado y sensible a la carga que proporcionan, además, una mayor capacidad de elevación y ciclos de carga más rápidos.

Cabina de Mando

• El sistema de la cabina ROPS y FOPS, asiento del operador y de comandos de sistema ergonómicos, que tiene la retroexcavadora, se ha desarrollado para que las posiciones en las jornadas de trabajo del operador, sean más cómodas, confortables y también menos agotadoras, con ajustes longitudinal y lateral, lo cual asegura la precisión de los movimientos, minimizando así, el esfuerzo físico del operador. Disminuyendo también de esta forma, los posibles riesgos de accidentes dentro de la cabina, lo que es rentable tanto para la empresa y seguro para él operador.

7

En términos de seguridad, el sistema de cabina FOPS que tiene la retroexcavadora, hace que el nivel de ruido y de entrada de polvo en el interior de la cabina, sea de muy bajo nivel y el sistema ROPS, le entrega más seguridad en caso de volcamiento. El asiento del operador, tiene un cinturón de seguridad, que mantiene al operador seguro en el asiento, que además, gira 180%, facilitando así, a sus dos sistemas de operación, tanto con el elemento cargador, como con los componentes de excavación. Estas características las tienen todas las retroexcavadoras.

8

Transmisión

• La transmisión “Power Shuttle o Shift” de cuatro velocidades sincronizadas, que poseen las retroexcavadoras, permite al operador, cambiar la dirección rápida, fácilmente y con suavidad, entre avance y retroceso. El inversor de sentido, tipo “Finges Tip”, posee comando servo-asistido electro hidráulico, que proporciona más comodidad operacional y mayor rapidez en los ciclos de operación. El conjunto transmisión/conversor de torque (Telecomando), está montado directamente debajo del volante del motor, lo que mejora la distribución de pesos y evita pérdidas de potencia. El convertidor de torque, está equipado con “Free Wheel Clutch”, que desacopla el estator, cuando no hay necesidad de multiplicación del torque, disminuyendo así, la generación de temperatura. Esto elimina las cargas por sacudidas, en los componentes del árbol de transmisión, aumenta la comodidad del operador y proporciona un control superior de la manipulación de la carga. Un botón de volcado dispuesto en la palanca multifunción de la cargadora de la transmisión (Neutralizador de la transmisión) permite al operador acortar los tiempos de descarga, dirigiendo toda la potencia del motor, al elemento cargador, aumentando así la productividad.

Grupos de los ejes

• Son de una gran robustez para aplicaciones severas. El eje delantero fundido en pieza única, torna su capacidad de carga bastante elevada y permite soportar las más severas aplicaciones a la máquina. La versión 4x4 posibilita el buen desempeño en trabajos de excavación frontal y en terrenos de baja sustentación. El comando de la tracción delantera, es electro-hidráulico y puede ser accionado con la máquina en movimiento, lo que simplifica bastante la operación. El eje trasero es de fabricación tipo industrial, con gran capacidad de carga. En el están instalados el diferencial, los frenos en baño de aceite y las reducciones planetarias. El bloqueo del diferencial, se realiza en forma mecánica, por medio de un pedal y puede ser accionado con la máquina en movimiento, siendo su desbloqueo automático.

9

Diferencial

• El diferencial posee un sistema de bloqueo, que es activado por medio de un pedal que está en el piso, en el lado izquierdo.

• Algunas máquinas tienen un interruptor de diferencial, localizado en el comando de control, de la pala cargadora, para aumentar la eficiencia de la operación en terrenos resbaladizos, pantanosos y blandos.

• La traba del diferencial evita el patinaje de las ruedas. Use el pedal de traba del diferencial cuando la máquina se desplace por terreno blando o húmedo. Conecte la traba del diferencial cuando note que las ruedas patinan. Esto asegurará una buena conexión. Antes de conectar la traba del diferencial, reduzca la velocidad del motor a la gama de velocidad baja en vacío, para mantener a un mínimo las cargas de impacto en el eje trasero.

Nota: Las máquinas equipadas con dirección en todas las ruedas, no tienen traba en el diferencial.

10

Freno de servicio

• El freno de servicio es del tipo multidisco, en baño de aceite, sellado y auto ajustable. Dos discos de cada lado, aplicados individualmente, accionados oleohidráulicamente, que garantiza un frenado eficiente, de respuesta rápida, además de tener una larga durabilidad.

• El sistema de frenado, está alimentado por la línea de retorno del aceite oleohidráulico, simplificando inspecciones diarias, en algunas versiones, tienen el aceite en forma individual con su propio sistema.

Sistema de rodados

• Se pueden producir explosiones de neumáticos inflados con aire, debido a la combustión de gases, producida por el calor dentro de los neumáticos. Por lo general, los neumáticos traseros de las retroexcavadoras nuevas, traen un 70% de nitrato de calcio líquido y un 30% de aire, este sistema la hace que exista más adherencia al piso en el trayecto.

• El calor generado al soldar y calentarse los componentes del aro, por un incendio exterior o por el uso excesivo de los frenos, puede causar combustión de los gases.

• La explosión de un neumático, es mucho más violenta que un reventón. La explosión puede lanzar el neumático, el aro y los componentes del eje, a una distancia de 500m (1500pies) o más de la máquina. Tanto la fuerza de la explosión, como los materiales que salen disparados, pueden causar daños materiales, lesiones graves o la muerte.

11

• No se acerque a un neumático caliente. Mantenga la distancia mínima que se muestra en la ilustración. Permanezca fuera del área sombreada.

• Se recomienda el uso de gas nitrógeno seco, para inflar los neumáticos. Si los neumáticos se inflaron con aire, todavía se recomienda el uso de nitrógeno para ajustar la presión. El nitrógeno se mezcla bien con aire.

• Si se inflan los neumáticos con nitrógeno, se reduce la posibilidad de que un neumático explote, ya que el nitrógeno no contribuye a la combustión. El nitrógeno ayuda a evitar la oxidación y el deterioro del caucho, como también la corrosión de los componentes del aro.

Tipos de elementos de corte

Cargadora Movimiento de

tierra Con Horquilla

Tipos roqueras

12

Descripción de la retroexcavadora

Varillaje de la retroexcavadora de alta rotación. El varillaje del cucharón de un pasador, contribuye a obtener la mejor rotación en su clase, con 205 grados para todas las aplicaciones, eliminando la necesidad de cambiar la posición del pasador, al cambiar de carga de camiones u apertura de zanjas verticales. Pluma de la retroexcavadora. La pluma estilo excavadora, tiene una sección en caja con refuerzos internos, para un mejor equilibrio y distribución del peso. El diseño curvado del brazo de penetración, proporciona mayor espacio libre sobre obstáculos, mientras se excava una zanja o se carga a un camión. Lo delgado del brazo de penetración y del aguilón, mejora el área de observación hacia el elemento de corte, en toda el área de excavación.

Herramientas

• Las herramientas diseñadas para las retroexcavadoras cargadoras, amplían la versatilidad de las máquinas. Construidas para durar y rendir, estas herramientas ofrecen alta productividad y larga duración de servicio.

� Herramientas de la retroexcavadora

• Elemento de corte de servicio estándar. • Elemento de corte de servicio pesado. • Elemento de corte de alta capacidad. • Elemento de corte para coral. • Elemento de corte para limpieza de zanjas. • Martillo oleohidráulico. • Compactador de plancha vibratoria. • Desgarrador.

� Herramientas del cargador

• Cargador de uso general. • Cargador de descarga lateral. • Cargador para material liviano. • Cargador de penetración. • Horquillas cargadoras. • Brazo de manejo de materiales. • Hoja orientable. • Cepillo. • Rastrillo. • Cortador de asfalto. • Rastrillo para fardos.

13

Motor

• Los motores usados tanto por la retroexcavadoras, cargadores frontales y otras máquinas destinadas al trabajo pesado, son de tipo Diesel, usan este tipo de motor por su alta relación de compresión, su gran potencia y bajo costo en el combustible, debido a que este tiene un menor precio.

• La particular característica que poseen los motores Diesel, es que “aspiran sólo aire”, no se forma la mezcla de combustible como en el motor Otto. En el tiempo de Compresión, el aire se comprime 16:1, con lo que la cámara de combustión, alcanza una alta temperatura, estos motores son muy largos y costosos pero, resultan muy regulares y potentes a la hora de ejecutar el trabajo, es por eso que son usados en este tipo de maquinarias.

14

Sistema oleohidráulico

El sistema oleohidráulico de las retroexcavadoras, es de flujo compensado, esto quiere decir, que asegura que la máxima potencia disponible, irá dirigida donde mas se necesite, este sistema permite la movilidad de los movimientos simultáneos, aunque el motor trabaje a bajo régimen. El beneficio es que reduce los ruidos molestos. También esta máquina posee mandos mecánicos o servo asistidos.

• El operador de la retroexcavadora, opera mediante comandos, actuando sobre válvulas que direccionan el aceite a presión, al correspondiente actuador, para mover los distintos componentes: como el elemento cargador, excavación, cucharón, estabilizadores u otro componente del sistema. Los actuadores oleohidráulicos, son de doble efecto, para poder trabajar a plena fuerza en ambos sentidos, en ángulos se puede girar de un lado a otro, por medio de actuadores especiales, a objeto de vaciar el cucharón fuera de la excavación.

1. Actuador del aguilón. 2. Actuador del brazo de penetración. 3. Comandos de mando del brazo, aguilón y cucharón. 4. Válvula direccional del sistema oleohidráulico. 5. Actuador de giro del brazo. 6. Actuador del estabilizador izquierdo. 7. Actuador del cucharón.

15

Efectividad Operativa • La efectividad operativa de la retroexcavadora, depende del tipo de terreno, en el cual se está trabajando y el material que se requiere excavar y/o desgarrar. Además, de las capacidades técnicas de operación, se pueden saber las posiciones óptimas, en las que se debe operar, conociendo sus limitantes de giro y los ángulos que desarrolla.

• Cabe destacar la importancia de conocer y diferenciar cada componente de la retroexcavadora, ya el elemento cargador, brazo de penetración, aguilón, extensión y cucharón. Los tipos de neumáticos para los diferentes terrenos y exigencias. La retroexcavadora no es una máquina más, dentro del parque de maquinarias de una empresa, sino que es, una herramienta autónoma fundamental de toda faena.

16

Seguridad en la operación

Seguridad aplicada

• Antes de comenzar la operación, lea cuidadosamente el manual del fabricante, si no lo posee, asesórese con un instructor calificado en el tema.

• Tomarse uno o dos minutos para observar, preguntar si no sabe o para confirmar alguna duda que tenga, le puede salvar la vida. Es mejor perder un minuto en la vida, que perder la vida en un minuto.

Información importante sobre seguridad

• La mayoría de los accidentes que tienen lugar durante la operación, el mantenimiento y la reparación de la maquinaria, son ocasionados por no respetar las normas básicas y reglas de seguridad. Los accidentes siempre pueden evitarse, reconociendo y analizando las situaciones de peligro, antes de que produzca un accidente. Él operador debe estar siempre alerta a los posibles incidentes. También debe tener la capacitación,

17

los conocimientos y las herramientas necesarias, para realizar estas funciones de manera apropiada. Él operador siempre debe actuar con sentido común.

• La operación, lubricación, reparación o el mantenimiento indebido de esta maquinaria, puede ser peligroso y provocar lesiones graves o la muerte.

• No opere ni realice ninguna tarea de lubricación, mantenimiento o reparación en este tipo de maquinaria, hasta que haya leído y entendido bien la información de técnicas de operación, lubricación, mantenimiento y reparación de la retroexcavadora.

• En este manual y en la maquinaria, se incluyen precauciones y advertencias de seguridad. De no respetarse estas advertencias, se pueden producir lesiones personales o la muerte, tanto suya como de otras personas.

• Los peligros se identifican por medio del “Símbolo de alerta de seguridad”, que va seguido por una “Palabra indicativa” tal como, “Peligro” “Advertencia” o “Cuidado”. El símbolo de alerta “Advertencia” se muestra a continuación.

• El significado de este símbolo de alerta de seguridad es el siguiente:

¡Atención! ¡Esté alerta! Su seguridad está en juego

Avisos y etiquetas de advertencia

• En este tipo de máquinas, tienen varias etiquetas con advertencias específicas. En esta sección, se revisan la ubicación exacta de las etiquetas de advertencia de peligro y se describe el peligro correspondiente. Familiarícese con todas las etiquetas de advertencia.

• Cerciórese de que se puedan leer todas las etiquetas de advertencia. Limpie o cambie las que no se puedan leer. Reemplace las ilustraciones que estén borrosas. Para limpiar las etiquetas, utilice un paño, agua y jabón. No use disolventes, gasolina ni otros productos químicos, para limpiar las etiquetas de seguridad. Disolventes, gasolina u otros químicos duros, pueden despegar el adhesivo, que sujeta la etiqueta de seguridad. El adhesivo despegado, hará que las etiquetas se desprendan.

18

• Reemplace las etiquetas que estén deterioradas o que falten. Si hay una etiqueta en una pieza que se va a cambiar, asegúrese de que la pieza de repuesto, tenga una etiqueta igual. Cualquier distribuidor le puede proporcionar etiquetas de advertencia nuevas.

No opere ni trabaje en esta máquina, a menos que haya leído y comprendido las instrucciones y advertencias que se indican en el Manual de Operación y Mantenimiento. Si no se siguen estas instrucciones ni se presta atención a las advertencias, se pueden sufrir lesiones graves o fatales. Pida a su distribuidor los manuales necesarios. El cuidado apropiado del equipo es su responsabilidad.

Conexión indebida de los accesorios

• Esta etiqueta de advertencia, está ubicada en el lado derecho de la consola delantera. La conexión indebida de los accesorios puede causar lesiones graves o fatales al personal. No opere esta máquina, hasta tener indicación positiva, de que los pasadores del Acoplador Rápido están bien conectados. Siga el procedimiento recomendado en el Manual de Operación y Mantenimiento.

19

Freno de estacionamiento y neutro de la transmisión y de marcha de velocidades

• Esta etiqueta de advertencia está ubicada en el lado izquierdo de la consola delantera.

Conecte siempre el freno de estacionamiento y ponga en neutro el telecomando de la transmisión, antes de bajar de la máquina. Antes de salir a caminos o a carretera, conecte la traba de la pluma para la posición de transporte, al realizar esta operación, se podría causar el movimiento inesperado de la pluma en un giro de la máquina, que puede resultar en lesiones graves o fatales a personas.

Soporte del cilindro de levantamiento en máquinas de levantamiento en paralelo. • Esta etiqueta de advertencia está en el Pantógrafo de Levantamiento del cargador junto al Soporte del Brazo de Levantamiento.

Cuando vaya a trabajar debajo de un pantógrafo o elemento cargador que esté levantado, el tirante del pantógrafo de levantamiento, debe estar instalado. Para instalar el tirante del pantógrafo de levantamiento, realice la siguiente operación.

20

1.- Vacíe el elemento cargador, retire el pasador que sujeta el tirante del pantógrafo de levantamiento del cargador al brazo izquierdo. Levante los pantógrafos del cargador, hasta su altura máxima, con el elemento cargador en la posición de descarga, retire la chaveta y el pasador.

2.- Coloque el tirante de servicio encima del cilindro de levantamiento izquierdo, con el extremo plano contra el extremo del cilindro. 3.- Empuje el pasador a través del tirante del pantógrafo de levantamiento e instale la chaveta. 4.- Baje lentamente los pantógrafos del cargador, hasta que el tirante haga contacto con la parte superior del cilindro de levantamiento y con las mazas que hay en el pantógrafo del cargador. 5.- Para quitar el tirante del pantógrafo de levantamiento, invierta el procedimiento. Si no se siguen estas instrucciones se pueden producir accidentes peligrosos e incluso mortales, si se bajan accidentalmente los pantógrafos del cargador.

Subida y Bajada de Retroexcavadora y Cargador Frontal

• Suba y baje a la máquina, sólo por los lugares que estén equipados con escalerillas y/o pasamanos en buen estado.

• Antes de subir a la máquina, inspeccione y limpie las escalerillas y pasamanos si fuese necesario, liberándolos de aceite, grasa, barro u otro elemento indeseable. Realice todas las reparaciones que sean necesarias.

• Cuando suba a la o baje, hágalo de frente a la maquinaria. • Mantenga tres puntos de contacto con las escalerillas y pasamanos.

21

Nota: Tres puntos de contacto son: un pie y las dos manos.

Uso y ajuste del cinturón de seguridad

• El cinturón de seguridad tiene una traba automática del retractor. La traba automática del retractor trabará el cinturón de seguridad en la posición deseada. Tire del cinturón hacia fuera del retractor. Para trabar el retractor automático, arranque o tire bruscamente del cinturón hacia afuera.

• La hebilla del cinturón de seguridad, está equipada con un dispositivo de regulación automática de la tensión. La funda del cinturón de seguridad, permite que el operador se mueva con el cinturón de seguridad abrochado.

Inspección visual exterior de la máquina

• Inspeccione la máquina para ver si hay fugas en los sistemas, encuentre el origen y corríjalas. Compruebe los niveles del fluido con mayor frecuencia que los intervalos recomendados. Si existen pernos cortados o faltantes, estado de las llantas, neumáticos y presión de estos, estado de los elementos de corte, trizadura o hundimiento de algún componente o cualquier otro detalle que se encuentre, deberá ser reportado de inmediato.

22

Conceptos básicos sobre motores diesel

Motor 3412

El motor de doce cilindros, de inyección directa, con turbo compresor.

23

Motor 3126

El motor de seis cilindros, de inyección directa, con turbo compresor.

Como funcionan los motores diesel

24

• Imagínese que el motor es un reloj. Todas las piezas funcionan de forma sincronizada para marcar puntualmente la hora. En un motor Diesel, todos los componentes funcionan juntos, para convertir energía térmica en energía mecánica.

• La temperatura del aire en la cámara y de la inyección del combustible, produce la combustión, lo que crea la fuerza necesaria para hacer funcionar el motor. El aire que contiene oxígeno, es necesario para quemar el combustible. El combustible produce la fuerza cuando se atomiza, el combustible Diesel se inflama fácilmente y se quema de manera eficiente. La combustión tiene lugar, cuando la mezcla del aire con temperatura y combustible, se calienta lo suficiente como para inflamarse. Debe quemarse rápidamente de forma controlada para producir la máxima energía térmica.

Aire + Temperatura + Combustible = Combustión

25

EL MOTOR Es un conjunto de mecanismos, elementos y componentes, que interactúan entre sí sincronizadamente, para transformar la energía química de los combustibles, en energía calórica y posteriormente en energía mecánica, a través de la expansión de los gases, producto de la combustión casi instantánea del combustible en la cámara de combustión y el movimiento rectilíneo de los pistones de los pistones. DE ACUERDO A SU ESTRUCTURA FÍSICA EL MOTOR SE DIVIDE EN:

� Culata.

� Block.

� Cárter

FUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR DE CUATROTIEMPOS CICLO TEÓRICO DIESEL El movimiento del conjunto móvil es del tipo rectilíneo alternativo, es decir, los pistones dentro del cilindro se denominan carreras y estas van desde el Punto Muerto Superior (P.M.S.) al Punto Muerto Inferior (P.M.I.), en forma alternativa. Al mismo tiempo en forma sincronizada, se abren y cierran las válvulas, esto lo realiza el sistema de distribución, haciendo coincidir las carreras de los pistones, con el tiempo de abertura de las válvulas. Existe una relación de transmisión entre el eje cigüeñal y el eje de levas, ya que por cada 2 vueltas del eje cigüeñal o 720º de giro, el eje de levas (que abre indirectamente a las válvulas) da una vuelta, es decir, 360º de giro.

Cámara de combustión: Es el espacio que existe entre la cabeza del pistón, el cilindro y la culata, la cual hace las veces de tapa de esta cámara y en ella queda comprimido el aire que se introduce a los cilindros y está formada por:

26

1. Camisa del cilindro.

2. Pistón.

3. Válvulas de admisión.

4. Válvula de escape.

5. Cabeza del cilindro. Cada carrera dura media vuelta del cigüeñal o sea 180º de giro, o ¼ de vuelta en el eje de levas o sea 90º de giro. Estas carreras en el mismo orden de funcionamiento son: • Admisión: Entra aire al interior del cilindro, el pistón se desplaza desde el PMS al PMI. • Compresión: Se comprime el aire ingresado, el pistón se desplaza desde el PMI al PMS. • Trabajo: Se hace la combustión de la mezcla de aire comprimido y diesel, se produce la expansión de los gases de la combustión, el pistón se desplaza desde el PMS al PMI. • Escape: Salida de los gases quemados en la carrera de trabajo, el pistón se desplaza desde el PMI al PMS.

1.-CARRERA DE ADMISIÓN Es la primera carrera del ciclo y comienza en el P.M.S (Punto Muerto Superior), con un movimiento descendente del pistón, se abre la válvula de admisión (accionada indirectamente por el eje de levas) permitiendo el ingreso de aire al cilindro, la válvula de escape se encuentra cerrada. El pistón inicia su descenso provocando una depresión, lo cual ayuda al perfecto llenado del cilindro, cuando el pistón llega al PMI, la válvula de admisión se cierra. El cigüeñal ha efectuado media vuelta, es decir ha girado en 180º de giro.

27

2.-CARRERA DE COMPRESION A medida que el cigüeñal continua girando, el pistón sube comprimiendo el aire hacia la cámara de compresión, aumentando la presión y la temperatura, ambas válvulas permanecen cerradas. Al llegar el pistón a PMS, el cigüeñal ha efectuado otra media vuelta, o sea 180º más de giro. El aire ha sido comprimido con una relación de compresión de 16: 1 hasta 25:1, con lo cual ha adquirido gran energía de presión y alta temperatura, lo suficiente como para lograr encender el combustible que será inyectado. Relación de compresión = Volumen en el PMI/Volumen en el PMS.

28

3.-CARRERA DE TRABAJO Ambas válvulas continúan cerradas, cuando llega el pistón a la parte superior del cilindro, se produce la inyección de combustible en el motor diesel. Al producirse la combustión del petróleo, los gases se expanden en todas direcciones al del interior del cilindro, empujando violentamente al pistón, haciendo que la presión lo mueva con fuerza desde el PMS al PMI. El cigüeñal ha efectuado otra media vuelta, o sea 180º más de giro.

• La combustión se controla por medio de tres factores:

1. El volumen de aire comprimido. 2. El tipo de combustible usado. 3. La cantidad de combustible mezclada con el aire con temperatura.

CARRERA DE ESCAPE Cuando el pistón llega al PMI, se inicia la abertura de la válvula de escape. El pistón empieza a subir (por efecto de la energía cinética acumulada en el volante de inercia), los gases quemados de la combustión son obligados a salir. Al llegar el pistón a la parte superior del cilindro, se cierra la válvula de escape y se abre la de admisión para iniciar otro ciclo. El cigüeñal a girado otra ½ vuelta , o sea 180º de giro, completando el ciclo con un total de 2 vueltas , o sea 720º de giro y el eje de levas a realizado 1 vuelta o 360º de giro

29

Tipo de combustible

• El tipo de combustible usado en el motor, afecta la combustión, debido a que diferentes combustibles se consumen a diferentes temperaturas, y algunos se queman en forma más completa.

Cantidad de combustible

• La cantidad de combustible también es importante, ya que al aumentar la cantidad de combustible, podemos ahogar el motor, este tiene que estar regulado de acuerdo con el aire que entre a la admisión. Ahora si queremos más potencia en el motor, tiene que tener mayor entrada de aire, por lo tanto:

Más aire = Más potencia.

Proceso de combustión en un motor diesel

• En un motor diesel el aire se comprime dentro de la cámara de combustión, hasta que tenga la temperatura suficientemente alta, para producir la combustión del combustible. Posteriormente el combustible se inyecta en la cámara de combustión, que ya se encuentra con la temperatura adecuada, produciéndose la combustión.

Proceso de combustión en un motor de gasolina

• En un motor de gasolina, el aire comprimido no proporciona suficiente calor, como para producir la combustión. La mezcla se inflama por medio de chispas eléctricas, producida por las bujías, las cuales producen la explosión.

30

Transmisión de energía térmica

• En ambos motores, la combustión produce energía térmica, que hace que los gases atrapados en la cámara de combustión se expandan, empujando al pistón hacia abajo. A medida que el pistón se mueve hacia abajo, mueve a otros componentes mecánicos que efectúan otros tipos de trabajos.

Movimientos alternativos y giratorios

• El funcionamiento conjunto de los componentes del motor, se produce cuando la combustión, realiza un movimiento del pistón y de la biela de arriba hacia abajo, PMS al PMI, llamado: rectilíneo alternativo. La biela hace girar el cigüeñal, que convierte el movimiento rectilíneo alternativo en un movimiento llamado: giratorio continuo.

• Esta es la forma en que el motor transforma el calor de la combustión en energía útil.

• Relación de compresión = Volumen en el PMI/Volumen en el PMS.

31

Comparación de los motores diesel con los motores de gasolina

Los motores diesel no requieren chispa, su trabajo está basado el la alta temperatura

Diseño de la cámara de combustión del motor diesel

32

Conjunto del bloque En este segmento, trataremos sobre cada componente del conjunto de bloque y describiremos la función de cada uno.

� Conjunto de bloque. � Camisas de cilindro. � Pistones. � Biela. � Cigüeñal. � Conjunto de volante. � Árbol de levas. � Alza válvulas. � Piezas Reemplazables.

Cigüeñal

33

Árbol de levas

El árbol de levas es impulsado por un engranaje en el cigüeñal. A medida que gira el árbol de levas, giran los lóbulos de las levas. Los componentes del tren de válvulas conectados al árbol de levas, siguen el movimiento de arriba y hacia abajo y vice-versa. Cuando la punta del lóbulo está hacia arriba, la válvula está completamente abierta. El árbol de levas gira la mitad de la velocidad del cigüeñal, de modo que las válvulas se abren y se cierran en el momento preciso, durante el ciclo de cuatro tiempos.

Componente de árbol de levas

La finalidad del árbol de levas es controlar la operación de las válvulas de admisión y escape. Todos los árboles de levas tienen (1) muñón de cojinete y (2) lóbulos.

Lóbulos del árbol de levas

Las válvulas de (1) admisión y (2) escape son movidas por los lóbulos separados para cada cilindro. Algunas levas tienen (3) lóbulos de inyección de combustible que operan los inyectores. Estos controlan el momento en que se inyecta el combustible en el cilindro.

34

Partes del lóbulo de una leva

Los lóbulos constan de tres partes principales: 1. Circulo de la base. 2. Rampas. 3. Punta.

Alzada de las levas

La distancia del diámetro del círculo de la base, a la parte superior de la punta, se llama alzada. La alzada de las levas determina, cuanto se abren las válvulas. La forma de las rampas de apertura y cierre determina, la rapidez con que se abren y se cierran las válvulas.

Conjunto de tren de engranajes

El conjunto de tren de engranajes, es una serie de engranajes que transfieren la potencia del cigüeñal, a otros componentes principales del motor. Los trenes de engranajes pueden estar ubicados en la parte delantera y trasera del motor. El tren de engranajes mostrado aquí, está ubicado en la parte delantera del motor, entre la placa de refuerzo y la caja de los engranajes de sincronización.

35

Finalidad del tren de engranajes

El tren de engranajes sincroniza todos los componentes del motor, de modo que funcionen juntos durante cada tiempo del ciclo de combustión. Los componentes de un tren de engranajes típico son:

Componentes del tren de engranajes

� Engranaje del cigüeñal. � Engranaje loco. � Engranaje del árbol de levas. � Engranaje de la bomba inyectora. � Engranaje de la bomba de aceite. � Engranaje de la bomba de agua. � Engranaje del compresor de aire.

36

Sistema de Refrigeración

1. Finalidad de un sistema de refrigeración. 2. Componentes de un sistema de refrigeración.

3. Ventiladores.

4. Sistemas de refrigeración.

En este segmento trataremos de lo siguiente:

� Identificación de la finalidad principal del sistema de refrigeración. � Recorrido del flujo de refrigerante por el sistema. � Ubicación e identificación de la función, de cada uno de los componentes, en un sistema de refrigeración del motor.

� Identificación de los distintos tipos de sistemas de refrigeración.

37

Ventiladores

La transferencia térmica a través del radiador, viene ayudada por un ventilador. Los ventiladores aumentan el flujo de aire que pasa por las aletas y los tubos del radiador.

Los ventiladores pueden ser de dos tipos: De succión y sopladores. Los ventiladores de succión (1) extraen aire por el radiador. Los ventiladores sopladores (2) impulsan el aire por el radiador. Ciertos motores usan correas para impulsar el ventilador, la bomba de agua u otros componentes. Si las correas del ventilador están poco tensas, puede disminuir la velocidad del ventilador. Esto disminuye el flujo de aire a través del radiador y reduce la capacidad de refrigeración total del sistema.

38

Sistema de lubricación La finalidad principal del sistema de lubricación, es hacer circular el aceite por todo el motor. El aceite limpia, enfría y protege las piezas móviles del motor, contra el desgaste. El sistema de lubricación consta de, (1) un colector o sumidero de aceite, (2) una campana de succión, (3) una bomba de aceite, (4) una válvula de alivio de presión, (6) un enfriador de aceite de motor, con una válvula de derivación, (7) una canalización de aceite principal, (8) surtidores de enfriamiento de pistones, (9) un respiradero del cárter, tuberías y tubos de conexión y el aceite mismo. El colector o el sumidero de aceite, se comporta como un depósito para el aceite del motor. El colector de aceite, también disipa el calor del aceite a la atmósfera. El colector de aceite, está ubicado en la parte inferior del bloque del motor, el aceite atraviesa la rejilla de entrada y pasa a la campana de succión. La rejilla de entrada, impide la entrada de sedimentos grandes en el sistema de aceite. La campana de succión, transporta aceite a la bomba de aceite. La bomba de aceite produce el flujo, que hace circular el aceite por todo el motor.

39

Filtro de aceite

En el sistema de lubricación, el filtro de aceite es lo que requiere más mantenimiento. Se contamina y si no se efectúa su mantenimiento apropiado o su camio, puede causar problemas del sistema de lubricación.

Aceite de lubricación

En este segmento, trataremos de la viscosidad, el índice de viscosidad y del NBT.

Selección del aceite adecuado Aditivos de aceite

40

Selección del aceite adecuado

Los motores requieren el aceite adecuado, de la viscosidad adecuada y en una cantidad adecuada, para poder trabajar bien. El aceite debe lubricar, limpiar y enfriar los componentes del motor, en una variedad de condiciones de trabajo. El aceite debe circular y lubricar en climas fríos y poder resistir el calor, sin diluirse ni descomponerse. La Society of. Automotive Engineers (SAE) ha desarrollado un sistema de clasificación, para describir la capacidad de resistencia de un aceite, en condiciones extremas sin descomponerse. El aceite se describe según su tipo y viscosidad. El tipo de aceite describe las características de rendimiento, tales como detergencia, dispersancia y resistencia a la descomposición. El tipo de aceite se identifica, con las letras alfabéticas tales como CE o CF-4. Los distintos modelos de motores, requieren diferentes tipos de aceite. Asegurarse de usar el tipo de aceite adecuado, asegurándose, de usar el tipo de aceite recomendado para el motor. Consulte las publicaciones mas recientes, para obtener las recomendaciones adecuadas. La viscosidad describe la resistencia al flujo de un aceite básico. El flujo está relacionado, directamente con lo bien que el aceite recubre y protege las piezas. La viscosidad varía con la temperatura. Cuanto mayor sea la temperatura, menor será la viscosidad y mas diluido será el aceite.

El índice de viscosidad, es una medida de la capacidad de un aceite básico, de resistir los cambios de viscosidad con los cambios de temperatura. 1. Un aceite con un alto índice de viscosidad, cambia menos la viscosidad, a medida que cambian las temperaturas. 2. Un aceite con un bajo índice de viscosidad, cambia más la viscosidad, a medida que cambian las temperaturas. Es importante que el aceite no se diluya demasiado, a altas temperaturas. Los aceites diluidos, no proporcionan suficiente protección contra el desgaste. Los aceites de múltiples viscosidades, han sido alterados químicamente para ampliar su gama de operación. Se mezcla una base de menor viscosidad, con un aditivo que espese el aceite, a medida que aumenta la temperatura.

41

A medida que se deterioran los aceites de múltiples viscosidades, la viscosidad vuelve a la menor viscosidad del aceite básico. La etiqueta de un aceite, indica información sobre el tipo y la viscosidad del aceite. La society Of. Automotive engineers, clasifica el aceite según las letras SAE, seguidas por un número. El número describe el grado de viscosidad. Los aceites monogrados, tienen un sólo número, los aceite multigrados, tienen dos números. Los números inferiores, significan que el aceite es menos viscoso, y los números mayores, significan que el aceite es más viscoso.

Para los aceites de múltiples viscosidades: El primer número es el grado de viscosidad frío. El segundo número es el grado de viscosidad para climas cálidos. Los números de los grados de viscosidad con una “W” (Winter = Invierno) se consideran aceites de invierno, probados para tener la viscosidad correcta a 8º F. Los números sin “W” se consideran, aceites para climas cálidos, probados para tener la viscosidad correcta a 210º F.

42

Sistema de admisión de aire/escape Los motores diesel, requieren grandes cantidades de aire para quemar el combustible. El sistema de admisión de aire, debe proporcionar suficiente aire limpio, para la combustión. El sistema de escape, debe eliminar el calor y los gases quemados de la combustión. Cualquier reducción del flujo de aire o de los gases de combustión por el sistema, disminuye el rendimiento del motor. Un sistema de admisión/escape común, incluye un ante filtro (1), un filtro de aire (2), un turbo compresor (3), un múltiple de admisión (4), un post enfriador (5), un múltiple de escape (6), un turbo vertical de escape (7), un silenciador y tuberías de conexión (8). Para efectuar el servicio, localizar y reparar las fallas de un sistema de aire de un motor, es importante entender el flujo de aire que atraviesa el sistema y la función de cada uno de los componentes. También es importante saber como son los componentes y como funcionan. Los ante filtros, se usan a menudo en los sistemas de aire de los motores Diesel, el ante filtro elimina los contaminantes mas pesados y más grandes suspendidos en el aire. El aire limpio es importante, para obtener un máximo rendimiento del motor. Los sedimentos metálicos, puede desgastar y dañar los componentes del motor. El aire sale del ante filtro y entra en el filtro de aire. El filtro de aire, impide la entrada de polvo y partículas más pequeñas al motor. La caja del filtro de aire sujeta el elemento del filtro.

43

Turbocompresor

El aire pasa al turbocompresor procedente del filtro de aire. 1. Ayudan a mantener la potencia a altitudes elevadas. 2. Aumentan la potencia. El turbocompresor suministra más aire al motor, permitiendo que se queme más combustible. El turbo compresor consta de dos partes: 1. COMPRESOR: de admisión de aire. 2. TURBINA: de escape. Los gases de escape procedentes del múltiple de escape, hacen girar la turbina del turbocompresor. Los gases de escape chocan con los álabes de la turbina y la hacen girar. Como los rotores del compresor y de la turbina, están en el mismo eje, el compresor también gira. Cuanto más rápido gira el compresor, más aire se inyecta en el sistema, aumentando la presión y la densidad del aire. El aumento de la presión del aire, se denomina “Presión de Refuerzo”. La válvula de derivación de los gases de escape, forma parte del turbo compresor. Si la presión de refuerzo es mayor que la presión recomendada, la válvula se abre, para expulsar los gases de escape alrededor de la turbina. El flujo reducido de los gases de escape, disminuye la velocidad de la turbina y del compresor, controlando la presión de refuerzo.

44

Sistemas de Arranque En este segmento, analizaremos que la velocidad de arranque, es más importante que la duración del arranque para un motor diesel. Trataremos sobre los sistemas de arranques eléctricos y neumáticos y sobre los componentes exclusivos, usados en cada uno de los sistemas.

Los sistemas de arranque, funcionan haciendo girar el motor, para producir una compresión y un calentamiento suficiente para inflamar el combustible. En todos los sistemas de arranque, el motor de arranque hace girar la corona y el volante, a medida que gira el volante, se comprime el aire dentro de los cilindros. La velocidad de arranque, es más crítica, para el arranque, que la duración del arranque del motor, ya que la velocidad, determina la cantidad de calor generada en el cilindro. Los motores de arranque, son impulsados por electricidad o aire. El sistema de arranque eléctrico tiene: 1. Baterías. 2. Motor de arranque con un interruptor de solenoide. 3. Interruptor de arranque accionado por llave de contacto. 4. Conexiones y cables. 5. Interruptor.

45

6. Conector. Cuando la llave del interruptor de arranque está en la posición de encendido, la batería suministra energía eléctrica, a los componentes en el sistema de arranque. El motor de arranque, convierte la energía eléctrica en energía mecánica. También puede haber un interruptor principal, que desconecta las baterías, o un interruptor en neutral, que impide el cierre de los circuitos de arranque, cuando la transmisión está en una marcha.

Sistemas de arranque eléctrico

Como funciona un sistema de arranque eléctrico

46

CARGADOR FRONTAL 994-D

47

48

49

Símbolos

Temperatura de aceite de la transmisión o tren de fuerza

Temperatura del refrigerante del motor Temperatura del aceite oleohidráulico

Presión de aceite del motor Flujo del refrigerante

50

Filtro de aceite de la transmisión Filtro de aceite del tren de fuerza

Filtro de aceite oleohidráulico Restricción del filtro de aire del motor

Problema con el filtro de aceite oleohidráulico Sistema de la transmisión

Comprobar motor Sistema de frenos

Presión de aire de los frenos Freno

Exceso de velocidad del motor Nivel de combustible

Temperatura de los frenos Sistema eléctrico

Alternador Desconectado

51

Conectado Interruptor de arranque del motor

Luces traseras y laterales Interruptor general de la batería conectada

Interruptor general de la batería desconectada Auxiliar de arranque –éter

Bujías incandescentes Interruptor de prueba del panel

Dirección principal Dirección secundaria

Horómetro de servicio

52

• Carguio en bancos. • En pilas de material.

• Con roca dinamitada.

Tipos de Balde

• Uso general. • Para roca. • Tipo arado. • Horquilla para bloques. • Horquilla para troncos. • Para escorias.

53

• Dózer para nieve

• Horquillas para bloques

• Horquillas para troncos

54

• Balde para escoria y cadenas de neumáticos

Material en general

Carguio en “V” a los camiones

Ubicación de los Camiones

• El frente de trabajo debe tener un ancho de 1½-2 baldes. • 1-1½ vueltas de los neumáticos. • Cargar en 1ra. (para equilibrar velocidad de desplazamiento y del sistema oleohidráulico).

• Cargar perpendicular. • Articulación de 45° del camión. • Centrar la carga

55

Otras aplicaciones de carga

• Carga y acarreo. • Carbón. • Rellenos sanitarios. • Carga de tolvas