Fundamentos Esenciales de Mecánica Industrial y Motores de Combustión

Mecanizado y Dibujo Técnico

Corte y Sección de Piezas

En un corte, se elimina toda la parte de la pieza situada detrás del plano de corte. La sección es la parte de la pieza que está en contacto con la proyección del plano de corte.

Geometría de Herramientas de Corte

Broca

• Ángulo de incidencia
• Ángulo de vértice
• Ángulo de hélice
• Aristas: Filo principal, hélice con bisel
• Ángulo de desprendimiento

Macho de Roscar

• Cuadrado de arrastre
• Mango
• Cuchilla de corte
• Acanaladuras
• La parte cilíndrica roscada guía el avance del roscado.
• La parte cónica facilita el inicio del roscado.

Métodos de Representación de Piezas

Sistema Diédrico Ortogonal

Es un conjunto formado por dos planos ortogonales en posición horizontal y vertical.

Perspectiva

La perspectiva es la representación tridimensional de un objeto.

En la perspectiva caballera, la proyección de las paralelas permite obtener la representación de una pieza o elemento con un aspecto habitual. La circunferencia se representa en los diferentes planos de proyección (horizontal, vertical y de perfil) que muestran las caras del cubo.

Simbología de Mecanizado

• A: Proceso de mecanizado
• B: Valor de rugosidad
• C: Dirección de las estrías de mecanizado
• D: Sobremedida para mecanizado
• E: Longitud básica
• F: Otros valores de rugosidad

Tolerancias Geométricas

Las tolerancias geométricas son utilizadas para mecanismos de precisión y piezas de grandes dimensiones. En los dibujos, se indican por medio de rectángulos y se leen de izquierda a derecha:

• Símbolo de característica
• Tolerancia expresada
• Letra identificativa

La tolerancia dimensional por sí sola no puede asegurar un correcto montaje y funcionamiento de los mecanismos.

Componentes y Ciclos del Motor de Combustión Interna

Pistón

Características:

• Alta conductividad térmica
• Resistencia elevada a esfuerzos mecánicos y altas temperaturas
• Estanqueidad
• Buen deslizamiento
• Bajo coeficiente de dilatación

Bulón

Resistente a la fricción.

Casquillo

Funciones y características:

• Reducir el coeficiente de rozamiento
• Evitar el gripado
• Prevenir la fatiga y el desgaste
• Alta conductividad térmica

Ciclo de Cuatro Tiempos (Motor de Combustión Interna)

1. Admisión: La mezcla gaseosa (aire-combustible) es aspirada a través de la depresión generada.
2. Compresión: La mezcla es comprimida, aumentando su temperatura.
3. Combustión/Explosión: La mezcla es comprimida a elevada temperatura, provocando el salto de la chispa (en motores de gasolina) o la autoignición (en diésel). Esto genera un aumento de temperatura y presión, expandiéndose y empujando el pistón hacia el PMI (Punto Muerto Inferior).
4. Escape: La válvula de escape se abre y los gases son enviados al exterior por diferencia de presión.

Comparativa: Ciclo Teórico vs. Ciclo Real

Ciclo Teórico

• Admisión (AD): Gases frescos a presión atmosférica.
• Compresión (COM): Aumenta temperatura y presión. Requiere trabajo negativo. No cede calor.
• Explosión (EXPLO): Válvula cerrada por la alta presión. El pistón se desplaza de PMS (Punto Muerto Superior) a PMI, generando trabajo positivo.

Ciclo Real

• Admisión (AD): Presión interior inferior a la atmosférica. El gas (aire) entra cuando el pistón crea depresión. La depresión se crea por la resistencia del filtro y las válvulas. La cantidad de mezcla es inferior a la teórica.
• Compresión (COM): El encendido se produce antes del PMS. Cede calor al circuito refrigerante.
• Explosión (EXPLO): La propagación es rápida pero no instantánea. No es a volumen constante, lo que resulta en una presión máxima de combustión inferior a la teórica.
• Expansión (Expan): El calor es transmitido al refrigerante, resultando en menor presión de combustión y un trabajo útil menor que el teórico.
• Escape (ESCAP): Los gases salen a presión superior a la atmosférica, debido a la resistencia del catalizador y el conducto de escape. La válvula se cierra después del PMS.

Comparativa de Motores (Gasolina vs. Diésel)

Admisión

Gasolina: Mezcla en cilindro. Diésel: Aire en cilindro.

Compresión

Gasolina: Relación de compresión ilimitada. Diésel: Relación de compresión alta.

Encendido

Gasolina: Inflamación de mezcla por chispa. Diésel: Inflamación por compresión y alta presión de compresión.

Elementos Externos

Gasolina: Muy ligeros por RPM. Diésel: Materiales pesados por trabajo a presión.

Mezcla Aire-Combustible

Gasolina: Colocación en admisión. Diésel: Cámara de combustión.

Rendimiento

Gasolina: Bajo rendimiento térmico y volumétrico. Diésel: Mejorado por sobrealimentación.

Consumo

Gasolina: Alto específico. Diésel: Bajo específico.

Duración

Gasolina: Limitada por altas RPM. Diésel: Trabajo en régimen inferior, más kilómetros.

Ruido

Gasolina: Silencioso. Diésel: Ruidoso.

Diagrama de Distribución y Encendido

• Avance a la Apertura de Admisión (AAA): La válvula de admisión se abre unos grados antes del PMS para un mejor llenado del cilindro, asegurando que la válvula esté totalmente abierta cuando el pistón esté en PMS, logrando un mejor llenado de gases.
• Retraso al Cierre de Admisión (RCA): La válvula de admisión se cierra con retraso al PMI para conseguir una mejor inercia de gases, un mejor llenado y, así, un mayor rendimiento volumétrico.
• Avance al Encendido: La chispa salta unos grados antes del PMS, consiguiendo una mayor presión de combustión.
• Avance a la Apertura de Escape (AAE): La válvula de escape se abre antes del PMI, facilitando que el pistón llegue al PMS y mejorando el escape de gases.
• Retraso al Cierre de Escape (RCE): La válvula de escape se cierra con retraso para mejorar la evacuación de gases quemados, lo que contribuye a un mejor llenado y rendimiento volumétrico.