maquinas agrícolas. Tractor agrícola. Motor
Ing. Agr. Cynthia Dos Santos
Se emplean motores de combustión interna de cuatro tipos:
• El motor cíclico Otto, cuyo nombre proviene del técnico alemán que lo inventó, Nikolaus August Otto, es el motor convencional de gasolina que se emplea en automoción y aeronáutica. Los motores Otto se fabrican en modelos de dos y cuatro tiempos. • El motor diésel, llamado así en honor del ingeniero alemán nacido en Francia Rudolf Diesel, funciona con un principio diferente y suele consumir gasoil. Se emplea en instalaciones generadoras de energía eléctrica, en sistemas de propulsión naval, en camiones, autobuses, tractores y automóviles. Motor ciclo diesel y Motor ciclo Otto
Motor ciclo Otto: 4 tiempos y 2 tiempos
Aplicación de los motor de 2 tiempo
• Al ser un motor ligero y económico es muy usado en aplicaciones en que no es necesaria mucha potencia tales como motocicletas, motores fuera borda, motosierras, cortadoras de césped, etc.
• Su uso en automóviles y camiones ha sido ocasional pero nunca se ha consolidado. También en ocasiones se ha usado este tipo de motores para la generación de electricidad o para la navegación marítima.
El motor diesel es un motor térmico de combustión interna en el cual el encendido se logra por la temperatura elevada que produce la compresión del aire en el interior del cilindro.
• Motor diesel
Un motor diesel funciona mediante la ignición del combustible al ser inyectado en una cámara de combustión que contiene aire a una temperatura superior a la temperatura de autocombustión, sin necesidad de chispa.
Motor diesel de aspiración natural
Motor diesel turbo alimentados
• Primer tiempo o admisión: en esta fase el descenso del pistón aspira la mezcla aire.
La válvula de escape permanece cerrada, mientras que la de admisión está abierta.
En el primer tiempo el cigüeñal da 180º y el árbol de levas da 90º y la válvula de admisión se encuentra abierta y su carrera es descendente.
Tiempos del ciclo
Segundo tiempo o compresión: Al llegar al final de carrera inferior, la válvula de admisión se cierra, comprimiéndose el gas contenido en la cámara por el ascenso del pistón.
La temperatura que inicia la combustión procede de la elevación de la presión que se produce en el segundo tiempo motor, la compresión.
En el 2º tiempo el cigüeñal da 360º y el árbol de levas da 180º, y además ambas válvulas se encuentran cerradas y su carrera es ascendente.
• Tercer tiempo o explosión: Al no poder llegar al final de carrera superior el gas ha alcanzado la presión máxima. En los motores diesel, se inyecta el combustible que se autoinflama por la presión y temperatura existentes en el interior del cilindro
Una vez iniciada la combustión, esta progresa rápidamente incrementando la temperatura en el interior del cilindro y expandiendo los gases que empujan el pistón.
Esta es la única fase en la que se obtiene trabajo. En este tiempo el cigüeñal da 170º mientras que el árbol de levas da 240º, ambas válvulas se encuentran cerradas y su carrera es descendente.
• Cuarto tiempo o escape: En esta fase el pistón empuja cuidadosamente, en su movimiento ascendente, los gases de la combustión que salen a través de la válvula de escape que permanece abierta.
Al llegar al final de carrera superior, se cierra la válvula de escape y se abre la de admisión, reiniciándose el ciclo. En este tiempo el cigüeñal da 360º y el árbol de levas da 180º y su carrera es ascendente.
• El biodiésel puede mezclarse con gasóleo procedente del refinode petróleo en diferentes cantidades. Se utilizan notaciones abreviadas según el porcentaje por volumen de biodiésel en la mezcla: B100 en caso de utilizar sólo biodiésel, u otras notaciones como B5, B15 ó B30 en las que el número indica el porcentaje por volumen de biodiésel en la mezcla. El motor Wankel es un tipo de motor de combustión interna, que utiliza rotores en vez de los pistones de los motores convencionales.
• Funciona de una manera completamente diferente de los motores convencionales.
• En un motor alternativo; en el mismo volumen (cilindro) se efectúan sucesivamente 4 diferentes trabajos - admisión, compresión, combustión y escape.
Partes de un Tractor Agrícola
Motor
Componente externo del motor
Culata
Block
Carter
Culata
• Es la pieza que tapa los cilindros por su parte superior.
• Esta hecho de aluminio o de hierro fundido
• Tiene una serie de orificios que sirve para permite el paso de:
• Agua de refrigeración
• Las varillas de empuje de la distribución
• La entrada de aire de admisión
• La salida de los gases de escape
Block
• El block es una pieza hecha de fundición.
• Es la mas pesada y voluminosa del motor, en el cual se insertan todos los mecanismos fundamentales de este.
• Tiene huecos cilíndricos, en cuyos interior es donde se realiza las combustiones que origina el movimiento del motor
Pistón
• Es una pieza de aluminio, cilíndrica, que va situada dentro del cilindro
• Durante el funcionamiento del motor el pistón tiene un movimiento de vaivén deslizándose por el interior del clicando.
Biela
• Es una pieza encargada de unir el pistón con el cigüeñal.
• Es de acero muy resistente.
Cigüeñal
• Es una pieza de acero forjado que tiene por misión transformar el movimiento de vaivén del pistón en movimiento de giro.
Sistemas de un motor agrícola
Sistema de refrigeración
Sistema eléctrico
Sistema de distribución
Sistema de alimentación
Sistema de admisión
Sistema de lubrificación
Sistema de refrigeración
Los motores de “combustión” interna de émbolos, son máquinas que transforman una parte de calor de la combustión en trabajo mecánico, a través de un proceso cíclico de 2 o 4 tiempos, (Mialhe, 1980).
• Los motores de “combustión” interna de émbolos, son máquinas que transforman una parte de calor de la combustión en trabajo mecánico, a través de un proceso cíclico de 2 o 4 tiempos, (Mialhe, 1980).
• En esta conversión de calor en trabajo, los motores de los tractores son maquinas térmicas relativamente ineficientes, con rendimiento de 25 a 35 %.
• Para su buen funcionamiento, la temperatura del motor debería ser entre 80ºC y 100ºC. Solamente 30% del calor es aprovechado como energía. Todo lo demás del calor generado tiene que ser eliminado.
• El 7% de este calor normalmente se disipa al medio ambiente, 33% pasa directo por el escape, y 30% tiene que ser eliminado por el aceite y el sistema de refrigeración.
• Para eliminar este exceso de calor, hay dos sistemas de refrigeración en el vehículo: Aceite y Agua o Refrigerante
ACEITE:
• El aceite circula por el motor, absorbiendo lo que puede del calor de combustión, fricción y el turbo.
• El aceite tiene que poder absorber y disipar calor fácilmente. Esto requiere un buen aceite y superficies libres de material aislante como barniz y lodo en el motor.
• AGUA O REFRIGERANTE:
• Agua es un buen líquido para transmitir calor de un punto a otro.
Pero el agua tiene tres problemas:
• Congela a cero grados Celsius.
• Hierve a 100ºC a nivel de mar y 84ºC en el altiplano boliviano.
• Causa corrosión y herrumbre.
Esta refrigeración del motor se consigue, mediante dos sistemas diferentes:
• Por “aire”
• Por “agua”
• Combinación de “aire-agua”.
1. Sistema de refrigeración por aire
Admite dos tipos: el de circulación libre, utilizado en motores de motocicleta y aviones. De circulación forzada empleada en motores de vehículos y tractores, (Mialhe, 1980).
• Admite dos tipos: el de circulación libre, utilizado en motores de motocicleta y aviones. De circulación forzada empleada en motores de vehículos y tractores, (Mialhe, 1980).
• Los motores que emplean este tipo de sistema presentan en las culatas y en las paredes externas de los cilindros, un elevado numero de aletas.
• La temperatura de funcionamientos de los motores refrigerados a aire es normalmente mas elevada que los refrigerados por agua.
Ventajas
1. Construcción simple
2. Menor peso por cv
3. Mantenimiento simple
Desventajas
1. Dificil control de la temperature
2. Desuniformidad de tempèratura del motor
3. Son facilmente susceptibles a sobrecalentamiento
4. Exige constante limpieza de las aletas
2. Sistema de refrigeración por agua
• En este tipo de refrigeración es el agua la encargada de eliminar el calor que se produce en el motor y posteriormente, este agua es refrigerada por una corriente de aire.
• Los motores refrigerados por agua funciona con menos ruidos, con una temperatura uniforme, fácilmente controlada y los riesgos de sobrecalentamiento solamente ocurre por falta de agua.
Admite tres tipos:
• Admite tres tipos:
• El de camisa abierta o de evaporación, utilizado en pequeños motores agrícolas estacionarios.
• De circulación cerrada, con torres de refrigeración
• De circulación abierta con reservorio, aplicado a grandes motores estacionarios industriales, (Mialhe, 1980).
3. Sistema de refrigeración por aire y agua
En este tipo de refrigeración es el agua es la encargada de eliminar el calor que se produce en el motor y posteriormente esta agua es refrigerado por una corriente de aire.
• En este tipo de refrigeración es el agua es la encargada de eliminar el calor que se produce en el motor y posteriormente esta agua es refrigerado por una corriente de aire.
• Abarca dos tipos:
• El termosifón, utilizados en pequeños y mediano motores.
• Los de circulación forzada que es sistema mas utilizado, (Mialhe, 1980).
Sistema de refrigeración tipo circulación forzada
• En este sistema una bomba, accionada por el motor fuerza la circulación del agua, desde el interior del motor hasta el radiador, donde es enfriado por aire.
Radiador. Partes.
• Tapón del radiador
• Bomba de agua
• Conducto y orificio de circulación del agua dentro del motor
Termostato
• En tiempo frío, desde que se arranca el motor hasta que alcance la temperatura ideal de los 75º ó 90º, conviene que no circule agua fría del radiador al bloque, por lo que se intercala, a la salida del bloque, un elemento llamad termostato y que, mientras el agua no alcance la temperatura adecuada para el motor, no permita su circulación.
Ventilador
Indicador de temperatura
• Sirve para indicar la temperatura de funcionamiento del motor, y va situado en el tablero de mandos del tractor.
• Este termómetro consta de una aguja indicadora y de tres sectores coloreados normalmente en blanco (A), verde (B) y rojo (C).
Causa de calentamiento del motor
• Correa de ventilación rota o floja
• Radiador sucio por fuera
El tractor realiza labores que desprenden gran cantidad de polvo, y viendo el enorme volumen de aire que aspira al cabo del día, se deduce la gran importancia que, en los motores de los tractores, tiene la limpieza del aire que entra a los cilindros. Para lo cual van provistos de un filtro que retiene las partículas extrañas del aire del exterior antes de que pase a los cilindros.
• Va situado este filtro, en la mayoría de los tractores, en la parte delantera, pues en esta zona es donde menos cantidad de polvo tiene el aire y, por ello, en ella se instala la toma de aire.
Este filtro puede ser de 2 tipos:
• DE BAÑO DE ACEITE
• SECO.
Filtro de aire en baño de aceite :Este filtro consta de un pre-filtro por donde entra el aire del exterior, un conducto, que lleva el aire hasta la taza con aceite, una esponja de malla metálica y un conducto por donde sale el aire filtrado
Filtro de aire seco :El sistema consiste de una caja de filtros, elemento filtrante, tubería y conexiones al múltiple de admisión o turbo compresor.
Turboalimentado
• La potencia que desarrolla un motor depende de la cantidad de combustible que se quema en su interior, y para que este combustible se queme bien, necesita una determinada cantidad de aire.
• En los tractores actuales se tiende a montar motores de gran potencia, lo cual representa un aumento considerable del volumen de aire que ha de entrar en el interior del motor.
Motor Turbo
• El turbo o turbocargador aprovecha la energía contenida en los gases de escape para comprimir con ella el aire aspirado aumentando de esta manera el grado de llenado de los cilindros obteniéndose un mayor rendimiento del motor consiguiéndose mayor potencia a igual cilindrada y régimen de revoluciones.
Turbina
• Las ruedas de la turbina y del compresor van montadas en un eje común, y de esta manera, se aprovechan los gases de escape para comprimir el aire aspirado que entra a través del filtro de aire, y con un poco más de combustible se consiguen potencias superiores en los motores.
Enfriado del aire
• Hemos visto que, mediante el turboalimentador o turbocompresor, se consigue que entre mayor volumen de aire a los cilindros al estar éste a sobrepresión en el colector de admisión.
• Sin embargo, este sistema tiene limitada su eficacia al aumentar la temperatura del aire que, al ser comprimido, puede alcanzar los 140 C, lo que hace que disminuya su densidad y, por lo tanto, la masa de aire que se introduce en los cilindros.
Tipos de enfriado del aire
• Enfriado por aire
• Enfriado por agua
Turbina de geometría variable
• Un tipo especial de turbocompresor es el llamado variable o también de geometría variable.
• Lo que varía en este tipo de compresor es un mecanismo que aumenta o disminuye la fuerza que hacen los gases de escape sobre la turbina.
• Hasta ahora, el turbocompresor variable sólo se utiliza en motores Diesel; en los de gasolina la temperatura de los gases de escape es demasiado alta para admitir sistemas como éstos.
Sistema de distribución
• Por distribución se entiende el conjunto de mecanismos que regulan la entrada y salida de los gases en el cilindro, la cual se realiza gracias a la apertura y cierre de los orificios de admisión y escape, por medio de las válvulas, movidas estas por una serie de mecanismos.
Partes del sistema de distribución
• La distribución de un cilindro de un motor esta compuesta por 2 mecanismo
• Uno que acciona la válvula de admisión y la otra la de escape
• Cada uno de ellos consta de las siguientes partes:
• Leva
• Taque
• Varilla de empuje
• Balancín
• Válvulas
• Cadena o Correa dentada
Sistema de lubrificación
Rozamiento: Es una forma de fuerza que se opone al movimiento o a la tendencia de movimiento de un cuerpo, (Vieira et al., 1999).
Lubricación: Puede ser definido como la interposición de una sustancia (fluido sólido), de propiedades adecuadas, entre dos superficies que presentan movimiento relativos entre si, (Vieira et al., 1999).
Funciones
• Evitar el contacto directo entre piezas metálicas.
• Refrigerar las superficies
• Evitar perdidas de compresión.
• Combatir la corrosión.
• Retirar impurezas y partículas resultantes del funcionamiento del motor.
• A fin de cumplir esas funciones son importante no apenas ciertas especificaciones des sistema de lubricación, si no también ciertas características del aceite lubricante, tales como la viscosidad y el tipo de aditivo que contiene.
Partes del sistema de lubrificación
1 – Bomba
2 – Válvula de alivió
3 – Filtros
4 – Radiador de aceite
5 – Tubería de distribución
Filtro de aceite: Tiene por misión retener las partículas finas que contiene el aceite y que han pasado a través del filtro de entrada a la bomba
Radiador de aceite: Tiene por misión refrigerar o enfriar el aceite del motor
Sistema de combustión del motor diesel
• Los motores de inyección por compresión son la principal fuente de energía en la agricultura, especialmente en los casos en que se necesita elevados factores de carga, bajo consumo, elevada potencia, gran confiabilidad y en que el peso no es factor limitante.
• Este es el caso de su empleo en tractores, cosechadoras, conjunto motobomba, motores estacionarios entre otros.
• La característica esencial de los motores diesel es la forma en que el combustible es introducido en el interior de los cilindros para que se queme.
• El recorrido que hace el diesel a lo largo de todo el sistema de alimentación es el siguiente:
• DEPOSITO: almacén de combustible para una jornada de trabajo.
• BOMBA DE ALIMENTACIÓN: toma el combustible del deposito y lo envía a la bomba inyectora pasando por el filtro.
• FILTRO: realiza la limpieza del combustible
• BOMBA INYECTORA: en ella se dosifica y se da presión al combustible, enviándolo a cada uno de los inyectores.
• INYECTOR: pieza que introduce y pulveriza el combustible en el cilindro
Filtro de combustible : Tiene por misión el perfecto filtrado y limpieza del combustible, evitando que las pequeñas partículas de suciedad que puedan llegar a la bomba de inyección y a lospicos de inyección origine desgaste y averías
Tipos de bomba inyectora
Los tractores pueden ir equipados con:
• Los tractores pueden ir equipados con:
• Bombas de inyección lineal
• Bomba de inyección rotativa
• Los tractores de ultima generación con inyección electrónica (common rail).
Inyector.
Funciones
• Introducir el diesel en el cilindro.
• Pulverizarlo finamente ayudado por la bomba de inyección para arda con facilidad.
• Repartir uniformemente para que se mezcle muy bien con el aire y se queme en su totalidad.
RUEDA
Funciones
1. Soportar y movilizar el tractor 2. Permitir su conducción 3. Desarrollar tracción.
Tipos
1. Neumáticos
2. Orugas
1. DIAGONALES
• Formados por capas con hilos orientados entre 40 y 45º con respecto al plano medio del neumático.
• Este tipo de cubierta presenta igual resistencia en toda la banda de apoyo, teniendo una relación altura/anchura de balón superior al 85 %.
• Presentan una menor superficie de apoyo y sus presiones de inflado se sitúan por encima de 0,7 – 0,8 bar. 2. RADIALES
• Constituidos por capas con hilos de acero dispuestos perpendicularmente al plano del neumático tendidos de un talón a otro.
• Se da una relación altura/anchura de balón de entre el 65 y el 75 %.
• También provoca que la banda de rodadura quede totalmente rígida con una gran flexibilidad en los flancos, debido a esta característica, la resistencia al avance es menor en este tipo de neumáticos, así como la compactación inducida en el terreno.
Patinaje
• El patinaje es una de las causas que más acortan la vida de un neumático.
• Para evitar el patinaje, se realiza una práctica llamada “lastrado”, que consiste en agregar peso al chasis, o a las ruedas.
