Sistema de arranque neumático

En comparación con un motor de gasolina, un motor diésel tiene una relación de compresión muy alta , una característica de diseño esencial, ya que es el calor de la compresión el que enciende el combustible. Un motor de arranque eléctrico con la potencia suficiente para hacer girar un motor diésel grande sería tan grande que resultaría poco práctico, por lo que se necesita un sistema alternativo.

Un sistema de arranque neumático tiene tres componentes principales junto con varios componentes de seguridad, a saber, el inyector de arranque neumático, el distribuidor y los depósitos de aire. Cuando se inicia el sistema, el aire de arranque de los depósitos es distribuido por la unidad distribuidora a cada válvula de arranque neumático respectiva según el orden de encendido de los cilindros del motor. Los componentes de seguridad incluyen trampas de llama, para evitar explosiones en la línea de aire, un enclavamiento del mecanismo de giro que garantiza que el arranque neumático no se pueda iniciar cuando el mecanismo de giro está acoplado, válvulas de alivio y válvulas de aislamiento, así como válvulas de drenaje en ciertos puntos a lo largo del sistema. Los componentes de control incluyen las válvulas de control y las válvulas de arranque neumático remotas. ^{[ 1 ]} Un sistema de arranque directo como el utilizado en un motor diésel marino de baja velocidad requiere hasta 12 arranques en un motor sin marcha atrás o 6 arranques en un motor reversible o con engranajes.

Al arrancar el motor, se introduce aire comprimido en el cilindro cuyo pistón se encuentre justo por encima del punto muerto superior , empujándolo hacia abajo. ^{[ 2 ]} A medida que el motor comienza a girar, la válvula de arranque neumático del siguiente cilindro se abre para continuar la rotación. Tras varias rotaciones, se inyecta combustible en los cilindros, el motor arranca y se corta el suministro de aire.

Para complicar aún más las cosas, un motor grande generalmente se "expulsa" primero con el combustible a cero y las válvulas indicadoras abiertas, para comprobar que no haya acumulación de agua y que todo gire libremente. Después de una expulsión exitosa hacia adelante y hacia atrás, se cierran las válvulas indicadoras en todos los cilindros y entonces se puede arrancar el motor con combustible. El uso de un sistema de arranque neumático añade una complejidad significativa al motor, ya que la culata debe tener una válvula adicional en cada cilindro para admitir el aire para el arranque, además de los sistemas de control necesarios. Esta complejidad y costo adicionales limitan el uso de arrancadores neumáticos a motores alternativos muy grandes y costosos.

Otro método para arrancar un motor de combustión interna con aire comprimido consiste en utilizar aire comprimido o gas para accionar un motor hidráulico en lugar de un motor eléctrico. ^{[ 3 ]} Estos motores pueden utilizarse para arrancar motores de 5 a 320 litros, y si se requiere mayor potencia de arranque, se pueden utilizar dos o más motores. Los arrancadores de este tipo se utilizan en lugar de motores eléctricos debido a su menor peso y mayor fiabilidad. Además, su vida útil es tres veces mayor que la de un arrancador eléctrico y son más fáciles de reparar. Los motores que operan en actividades mineras subterráneas suelen funcionar con este tipo de sistema de arranque para reducir el riesgo de que un sistema eléctrico encienda material inflamable.

Todos los arrancadores neumáticos de paletas deben tener un lubricador instalado para asegurar una larga vida útil y un rendimiento máximo. ^{[ 4 ]} Los lubricadores proporcionan a las piezas móviles una barrera de fricción necesaria, reducen la corrosión del metal y mantienen las paletas selladas correctamente contra las paredes del cilindro. Incluso los llamados arrancadores neumáticos sin lubricación requieren lubricación para prolongar su vida útil sin problemas. Normalmente se emplean dos dispositivos de lubricación básicos. Uno es de tipo en línea o depósito que normalmente almacena hasta 2 cuartos de galón de lubricante y se instala a lo largo de la línea de suministro de aire. El segundo tipo de lubricador es un pequeño dispositivo de un solo uso que dispensa una cantidad medida de lubricante cada vez que se activa el arrancador. Instalados directamente en la entrada de aire del arrancador, los lubricadores en línea son bombas neumáticas autocebantes que requieren una línea de lubricación de 1/4″ que se extiende hasta 4 pies de distancia. Los lubricadores de arrancadores neumáticos funcionan mejor con aceites no detergentes de tipo nebulizador, como el gasóleo o el aceite Marvel Mystery. Si las emisiones son una preocupación, existen lubricantes ecológicos disponibles en el mercado.

No todos los arrancadores neumáticos requieren lubricación. Los arrancadores neumáticos de tipo turbina no requieren lubricación del motor neumático, aunque algunos utilizan una transmisión llena de aceite que puede requerir inspecciones y mantenimiento periódicos.