Hispanopedia WikiEl término conjunto de potencia se refiere a un subconjunto de motor diésel electromotriz (EMD) diseñado para ser "fácilmente" removido y reemplazado para restaurar el rendimiento del motor perdido por desgaste o falla del motor. Típico de los motores de combustión interna de servicio pesado utilizados en aplicaciones industriales, los motores EMD están diseñados para permitir que las camisas de cilindro, los pistones, los anillos de pistón y las bielas se reemplacen en la revisión sin quitar todo el conjunto del motor de su ubicación de aplicación. Esto aumenta el valor del motor, reduce el tiempo de inactividad y permite que el motor vuelva a tener el verdadero rendimiento de un motor nuevo. Otros términos como paquete de cilindros, paquete de camisas, conjunto de cilindros y kit de cilindros se utilizan en la industria del motor para describir conjuntos similares. En la industria de motores grandes, el término "conjunto de potencia" también se ha vuelto genérico y a menudo se usa para referirse a los conjuntos utilizados en motores que no son EMD donde "paquete de potencia" puede ser el término preferido, aunque ambos términos son funcionalmente iguales.
Debido al tamaño y peso del conjunto del motor y las dificultades para desmontarlo y transportarlo para su reparación, normalmente se les realiza el mantenimiento en el lugar en aplicaciones estacionarias y en el barco o la locomotora en aplicaciones de transporte. El diseño del motor para un mantenimiento "sencillo" se hace por necesidad, más que por el deseo de aumentar la capacidad de servicio del motor. Los conjuntos de potencia son grandes y pesados, y se requieren equipos de elevación superiores suficientes para levantar el dispositivo y el conjunto.
Un conjunto de potencia EMD consta de los siguientes componentes:
- Conjunto de culata (incluidas válvulas, resortes, retenes, etc.) menos componentes del sistema de combustible
- Camisa de cilindro
- Pistón y anillos de pistón
- Portador de pistón
- Biela
En un motor diésel EMD, dado que dos conjuntos de potencia comparten un muñón de biela común y dado que los conjuntos de potencia están directamente opuestos entre sí en lugar de escalonados como en un motor típico de tipo V, se requieren dos conjuntos de potencia diferentes en un solo motor. La diferencia entre los dos conjuntos está en las bielas. Una "cabeza grande" de biela tiene que encajar dentro de la de su biela compañera y los dos tipos se conocen como "bielas de cuchillas" y "bielas de horquilla". La "biela de horquilla" es lógicamente la "maestra", ya que solo tiene una "tapa de biela", en este caso específico denominada "canasta", mientras que la "biela de cuchillas" es lógicamente la "esclava", ya que su "dedo gordo" está diseñado para encajar completamente dentro, y es guiado y retenido por la "horquilla", y ambos son retenidos por la única "canasta".
Existen varias situaciones que pueden requerir el reemplazo del conjunto de potencia. La mayoría se debe a fallas dentro del conjunto de potencia en sí, como una válvula caída, un pistón roto o una fuga interna de refrigerante. Menos comunes son los reemplazos para reparar fallas catastróficas, como bielas rotas o un conjunto de potencia "hidrobloqueado" que se rompió o se salió del bloque de cilindros cuando el cilindro se llenó de refrigerante durante el funcionamiento del motor y la incapacidad del pistón para comprimir el líquido provocó una falla catastrófica. Los reemplazos completos del conjunto de potencia, en los que se reemplazan todos los conjuntos de un motor, son menos comunes y normalmente se realizan como parte de una revisión integral del motor.
En una situación normal de reemplazo de un conjunto de potencia en servicio, el reemplazo se realizará después de una inspección del motor realizada específicamente para detectar fallas internas del motor. Con el acceso al cárter del motor y las tapas de la caja de aire del bloque de cilindros retiradas, se puede realizar una inspección visual de los conjuntos rotatorios y alternativos del motor. El uso de un endoscopio de fibra óptica ( boroscopio flexible ) puede facilitar esta inspección y evaluación, pero esto no es un requisito ni forma parte del programa de mantenimiento de EMD.
Las tapas de la caja de aire del motor (las tapas superiores que se observan en el costado de un motor EMD; cubren la "caja de aire" que permite que el aire fluya a través del bloque de cilindros hacia los conjuntos de potencia) se quitan para permitir la inspección visual del interior de las camisas de los cilindros y las coronas, faldas y anillos de los pistones. Las tapas de acceso al cárter (las tapas inferiores que se observan en el costado de un motor EMD) también se quitan para inspeccionar si hay fugas de refrigerante, componentes dañados y desgaste excesivo. Una inspección adecuada requiere llenar y presurizar el sistema de enfriamiento para verificar si hay fugas de los conjuntos de potencia.
Para inspeccionar el motor, se puede "bloquear" manualmente con una palanca, pero la rotación manual del motor es lenta e ineficiente. En algunas aplicaciones, bloquear manualmente el motor puede ser difícil o imposible. La herramienta preferida para la rotación del motor es un "gato de giro" accionado eléctricamente y operado hidráulicamente. El gato de giro utiliza un conjunto de cilindro hidráulico y ariete que avanza automáticamente para entrar en un orificio en el volante. Cuando el ariete alcanza su límite, se retrae automáticamente y avanza nuevamente para entrar en otro orificio. Luego, el motor gira progresivamente a través de su ciclo y se puede girar en cualquier dirección instalando el gato en cualquier lado del motor. Un gato de giro no solo es más rápido y eficiente, sino que también es más seguro ya que no hay riesgo de que una palanca de bloqueo se suelte y cause lesiones o daños. Además, con un gato de giro, no es necesario que el mecánico esté en contacto físico con el motor en ningún momento durante el proceso de inspección.
Un gato giratorio también permite que un mecánico realice una inspección completa de la cubierta superior y del cárter en minutos, y la inspección del motor con los componentes en movimiento produce una mejor inspección. Se pueden inspeccionar los rodillos del balancín para verificar la rotación adecuada, se pueden observar posibles problemas en el tren de válvulas, como una holgura insuficiente o excesiva, se puede observar el movimiento del anillo del pistón en las ranuras del anillo que indica un desgaste excesivo de las ranuras, se pueden ver más fácilmente los resortes de válvula rotos, etc. Un gato giratorio también permite que el mecánico observe las marcas de sincronización del volante mientras el motor está girando para sincronizar el motor correctamente para el mantenimiento o los ajustes del tren de válvulas y del sistema de combustible del motor posteriores a la reparación.
Las afirmaciones de que el reemplazo del conjunto de potencia es posible con "herramientas comunes" en "unas pocas horas" son subjetivas, ya que las herramientas necesarias no son "comunes" en los talleres mecánicos típicos y los tiempos de reparación reales pueden variar ampliamente según la situación. Como mínimo, se necesitan llaves de vaso grandes y multiplicadores de par de alta capacidad para permitir que las tuercas grandes que sujetan los sujetadores se puedan quitar y volver a apretar según las especificaciones adecuadas. Varias otras herramientas especiales, aunque no son estrictamente necesarias, facilitan mucho el trabajo. Además, hay herramientas especiales necesarias para el ajuste del sistema de combustible después del reemplazo del conjunto.
En lo que respecta al tiempo de reparación, el reemplazo del conjunto motor normalmente lo realizan al menos dos mecánicos, por lo que el trabajo involucrado es al menos el doble del tiempo de reparación requerido. Si el motor llega para inspección o reparación "caliente", es posible que la unidad deba enfriarse durante varias horas antes de que puedan comenzar las reparaciones. Si las piezas no están disponibles de inmediato, las demoras aumentarán. Por lo general, para un reemplazo del conjunto motor en un motor lo suficientemente frío como para trabajar en él y con las herramientas adecuadas y las piezas necesarias a mano, dos mecánicos pueden reemplazar un conjunto motor de manera adecuada y segura en un período de 4 horas. Rara vez se realizan reparaciones importantes que involucran motores y componentes costosos y riesgos de seguridad significativos para crear "eficiencia" a expensas de la seguridad y la confiabilidad.
La calidad y la disposición del área de trabajo también tienen un gran efecto en el tiempo requerido y la calidad del trabajo. Un equipo y herramientas adecuados hacen que el trabajo sea "fácil". Las malas condiciones de trabajo y tener que arreglárselas sin las herramientas y el equipo adecuados pueden hacer que el proceso de reemplazo sea una pesadilla. El mencionado "bloqueo" con una palanca en lugar de tener un gato giratorio es un buen ejemplo de estar adecuadamente equipado. Un taller de reparación adecuadamente equipado para equipos móviles (locomotoras) o motores individuales (taller de reconstrucción/revisión) o el área donde se instalan motores estacionarios de forma permanente (aplicaciones marinas donde el motor no se puede quitar prácticamente para realizar el mantenimiento o plantas de energía eléctrica, etc.) estará equipado con suficiente equipo de elevación superior para permitir que los conjuntos se manipulen, retiren e instalen de manera segura y eficiente.
Aunque los componentes son grandes y pesados y se requieren herramientas especializadas, el proceso de reemplazo es sencillo y directo. Se drena el refrigerante del motor, se quita el "snifter" de la válvula de prueba, se quitan el conjunto del balancín y los componentes del sistema de combustible, se desconecta la biela del cigüeñal, se quitan los sujetadores del conjunto de potencia (comúnmente llamados "cangrejos"), se desconecta la tubería del sistema de enfriamiento, se quita el tubo de enfriamiento del pistón, se instala el dispositivo de elevación y se levanta el conjunto de potencia del bloque de cilindros. El proceso se invierte para instalar el conjunto de potencia de reemplazo.
Después de instalar el conjunto de reemplazo, se aprietan todos los tornillos según las especificaciones, se rellena el sistema de refrigeración, se sincroniza correctamente el cigüeñal del motor para permitir que se ajusten las válvulas y el inyector de combustible del nuevo conjunto de potencia, se ajusta el tren de válvulas y el sistema de inyección de combustible utilizando los indicadores adecuados, se prepara el sistema de combustible y se arranca el motor y se comprueba su correcto funcionamiento y se identifican las fugas en el sistema de refrigeración, si las hubiera. Como en cualquier otra situación en la que se reconstruye un motor, existe un período de "rodaje" para los conjuntos de potencia de reemplazo que debe incluir el funcionamiento del motor a distintas velocidades y cargas durante un período de tiempo específico para asentar los anillos del cilindro antes de poner el motor en servicio normal.