Sistema del motor MTU-2000: componentes, distribución y circuito de combustible

Sistema del Motor MTU-2000

Componentes Principales

Exhaustador

El exhaustador mantiene una atmósfera controlada en el cárter para evitar sobrepresiones y el riesgo de explosión. El motor dispone de un equipo de desaireación del cárter formado por dos exhaustadores, uno a cada banda. Estos recogen la mezcla aire-aceite; el aire con aceite en suspensión es evacuado a unos filtros de papel colocados en la parte alta del motor, y las gotas de aceite retenidas en la malla metálica de los exhaustadores caen al cárter por gravedad.

Mecanismo

El mecanismo está formado por el cigüeñal, las bielas y los pistones (tren alternativo). Este mecanismo convierte la energía de presión en trabajo mecánico. La fuerza rectilínea procedente del pistón es transmitida, a través de la biela, al muñón del cigüeñal, transformándose en un movimiento rotativo.

Cigüeñal

Con el fin de compensar las masas en rotación, cada gualdera de cigüeñal lleva atornillado un contrapeso. Además, el cigüeñal en el lado KS tiene encajada a presión una rueda de dentado oblicuo que mueve la bomba de aceite y el árbol de levas. En el muñón del cigüeñal, KGS, va encajada a presión una rueda de dentado recto para accionamiento de la bomba de agua salada y la bomba de agua tratada.

Cojinetes

El semicójinete de deslizamiento superior lleva una acanaladura para facilitar la lubricación de los cojinetes con el muñón del cigüeñal. El semicójinete inferior es liso pero de una tonalidad más brillante y mayor dureza que el superior al soportar una mayor carga de trabajo.

Bielas

Las bielas de los cilindros opuestos trabajan una al lado de otra, sobre el mismo muñón del eje cigüeñal. Las bielas sobre el mismo muñón van caladas a 90º.

Distribución

El concepto “distribución” comprende las piezas del motor que regulan la entrada y salida correcta del aire de sobrealimentación y gases de escape. Está compuesta por culatas, balancines, válvulas y árbol de levas. El árbol de levas, alojado en la V con tres levas por cilindro, es accionado a través de ruedas dentadas por el cigüeñal. El árbol de levas gobierna las válvulas de admisión, escape y bomba de inyección a través de taqués, empujadores y balancines. Los empujadores transmiten el movimiento de los taqués de rodillo a los balancines. Los balancines son de dos brazos y se apoyan con cojinetes de deslizamiento sobre sus ejes huecos: un balancín largo para las válvulas de escape y un balancín corto para las válvulas de admisión.

Sistemas del Motor

Árbol de Levas

El árbol de levas, alojado en la V y apoyado en siete cojinetes de deslizamiento, es accionado a través de la rueda oblicua del cigüeñal. Lleva tres levas por cilindro que gobiernan la bomba de inyección, válvulas de admisión y escape a través de taqués, empujadores y balancines. El aceite lubricante le llega al árbol de levas por taladros existentes en el bloque motor.

Sistema de Aire de Carga

Un enfriador de aire de carga común está montado en el extremo KS del motor. Además, el motor MTU-2000 dispone de dos turbosoplantes: uno secuencial que trabaja cuando las revoluciones del motor sobrepasan las 1650 rpm y el base que trabaja siempre. Completan el circuito unos codos de escape y un colector de admisión, único para ambas filas de cilindros.

Funcionamiento del Aire de Carga

Este motor está equipado con dos turbos, que están montados en los lados izquierdo y derecho del motor, en el extremo KS.

• Turbo base: funciona siempre.
• Turbo secuencial: se activa cuando el motor sobrepasa las 1650 rpm y se desactiva cuando el motor baja de las 1800 rpm, comandado por un solenoide y una válvula de control hidráulica que recibe señal de la unidad de control ECU. El solenoide actúa sobre las charnelas de admisión y escape. En diesel generador ambos funcionan siempre.

Refrigerador de Aire de Sobrealimentación

El refrigerador de aire de sobrealimentación es un intercambiador de tubos de aletas que está incorporado a la admisión de aire. El agua tratada entra en el refrigerador a través de la cámara de entrada. El agua que pasa por los tubos es desviada en la tapa de desvío y en la caja de agua y sale a través de la cámara de salida de agua. El aire de sobrealimentación atraviesa la red de refrigeración del lado de aire, siendo calentado o enfriado (caja de termostáticas) por el agua de refrigeración que pasa en contracorriente cruzada por los tubos.

Colector de Escape

Los gases de escape, después de realizar su trabajo en el cilindro, pasan al colector de escape donde son enfriados. El colector lleva en su interior una cámara para los gases de escape y otra para el agua de refrigeración, separadas por una cámara de aire. Los colectores de escape van unidos por un colector de comunicación para enviar los gases de escape de la fila de cilindros “A” al turbo base cuando las revoluciones del motor disminuyen de 1800 rpm y cierra las charnelas del turbo secuencial.

Charnelas

Las charnelas, tanto de admisión como de escape del turbocompresor secuencial, abren o cierran dependiendo de las revoluciones del motor.

Sistema de Combustible

Circuito de Combustible

La bomba de combustible (engranajes) aspira a través de los filtros previos del tanque de servicio y descarga a los filtros dobles. De la salida de los filtros va a una caja distribuidora con una válvula de seguridad que evacua al circuito de retorno. De esta caja se conecta a un bloque con cuatro galerías: dos de aportación y dos de retorno que van a lo largo del motor dejando las galerías a cada banda de cilindros. Las bombas unitarias de inyección llevan orificios de entrada (superior) y retorno (inferior) limitados por juntas tóricas. Las bombas de inyección van a ser actuadas por una leva del árbol de levas cuando sea accionada la solenoide comandada por la unidad de control (ECU). La salida de combustible de las bombas de inyección se realiza por la parte superior, a través de una tubería doble que va a la culata y de ahí al inyector. El momento de inyección, tanto comienzo como final, es controlado por la ECU, que va colocada en la parte superior del motor. Los distintos sensores (rpm, temperaturas y presiones) van a dar señales a esta unidad que va a gestionar la inyección y tratamiento de los parámetros recibidos, tales como alarmas y paradas automáticas. El combustible de fugas va a un detector de fugas que nos indica si hay pérdidas en los tubos dobles de impulsión. Las fugas de los inyectores van al circuito de retorno.

Inyector

De la salida de las bombas de inyección va a las culatas a través de unos tubos dobles, y estos se roscan a las culatas por medio de cánulas que se introducen a presión en los inyectores. El combustible a inyectar levanta la aguja y es distribuido uniformemente en la cámara de combustión a través de orificios simétricos para realizar una combustión lo más perfecta posible.

Combustible (Retorno y Fugas)

1. El combustible sobrante (retorno) que no es impulsado por la bomba de inyección, la refrigera y vuelve pasando por el enfriador a la aspiración de la bomba de aportación.
2. Si hay una fuga en el tubo de alta presión, el combustible pasa al segundo tubo y de ahí al colector de fugas.
3. Este colector de fugas va a un detector que tiene un depósito con un dispositivo de alarma en caso de que se llene dicho depósito.