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turbocompresores: Lo que necesita saber

Lo que necesita saber sobre los turbocompresores. Mantenimiento y atención para maximizar la vida útil y la disponibilidad, y evitar las fallas costosas.

Jean-Marc (JM) Labelle P. Eng, ingeniero de servicio

Ya hace mucho tiempo que existen los turbocompresores y que se han convertido en un estándar de la industria en la mayoría de las máquinas para explotación forestal. La cantidad de gases de escape del lado caliente del motor controla la velocidad de la turbina de escape. Cuando la velocidad aumenta, una cantidad más grande de flujo de aire se impulsa al interior del motor y se genera más potencia. Un eje de acero une mecánicamente la turbina con la rueda del compresor y controla con eficacia el volumen de aire que entra en el lado frío del motor. La velocidad del turbocompresor puede llegar a más de 100 000 rpm. Con velocidades de rotación más rápidas, existe poco margen de error. El mantenimiento adecuado y las prácticas operativas pueden evitar el daño o el desgaste prematuro.

Una máquina de cosecha de madera de Tigercat con el sistema de turbocompresor.

El mantenimiento adecuado y la inspección extenderán la vida útil del turbocompresor.

Filtración del aire y restricción

Así como es difícil respirar con una máscara antipolvo obstruida, un turbocompresor también depende de la limpieza del sistema de toma de aire para trabajar de una manera eficaz. La filtración de aire es la primera línea de defensa para el turbo contra el aire atmosférico sucio, ya que evita que los contaminantes entren en contacto directo con la entrada del compresor. El aire exterior ingresa al prefiltro, y circula a través del elemento filtrante (externo) primario. Después pasa a través del filtro (interno) de seguridad y finalmente por la entrada del turbo. Para mantener este sistema funcionando eficazmente, cualquier acumulación de desechos alrededor del prefiltro como las ramas, nieve, tierra, barro u hojas deben ser retiradas al menos cada ocho horas y con más frecuencia si se está trabajando en condiciones exigentes. Esto mantendrá la presión del vacío del turbo dentro de los límites y reducirá la tensión longitudinal sobre el eje en velocidades altas, de esta manera se preserva la vida útil de las juntas y de las piezas internas del turbo. Un filtro obstruido provocará que la velocidad del turbo aumente porque no hay carga en el compresor y a su vez puede originar una falla en el turbo.

 

NO se recomienda LIMPIAR el filtro.
CUALQUIER TIPO DE LIMPIEZA DEBE SER TAN EFICAZ COMO LAS PERSONAS, MÉTODOS, HERRAMIENTAS E INSPECCIONES UTILIZADOS EN EL PROCESO.

Ensamble del eje del turbocompresor

El elemento de purificación del aire solo se debe reemplazar cuando lo marca el indicador de restricción del filtro, en lugar de un reemplazo proactivo. El mantenimiento excesivo puede provocar que el sistema sea menos eficiente, ya que depende de una cierta acumulación de polvo para maximizar sus capacidades de filtración. No se recomienda limpiar el filtro. Existe el riesgo de que los contaminantes lleguen al lado limpio del filtro y el riesgo de que se dañe el filtro debido al aire comprimido a alta presión. Cualquier tipo de limpieza debe ser tan eficaz como las personas, métodos, herramientas e inspecciones utilizados en el proceso. El elemento (de seguridad) secundario no debe limpiarse nunca, solo se debe reemplazar.

Si decide limpiar el filtro, primero realice una inspección visual. Si existe algún daño en el cuerpo del filtro, en las juntas o en las placas finales, se debe desechar el filtro. Siempre limpie el filtro en un ambiente limpio y vuelva a empaquetarlo inmediatamente después del proceso de limpieza. No exceda el máximo de tres intervalos para la limpieza, y siempre consulte las prácticas de limpieza recomendadas por el fabricante para realizar la tarea con seguridad. Algunos puntos claves para recordar:

  • Cuando se utiliza aire, la presión no debe exceder los 30 psi
  • Dirija el aire desde el lado limpio apuntando hacia afuera
  • No permita que el pico haga contacto con el material filtrante

El procedimiento de reemplazo debe ser breve para evitar que cualquier contaminante entre en la sistema de aspiración. Se puede utilizar un trapo limpio para tapar el puerto de entrada pero es fundamental que sea retirado antes del reensamblado. Incluso las partículas más pequeñas de polvo, arena y tierra pueden tener un gran impacto sobre el turbo, y provocar corrosión, rayado o incluso la rotura total de las aletas de la rueda del compresor y generar una falla catastrófica. Los turbos se equilibran con mucha precisión. La menor fisura en el ensamblaje puede desequilibrar el sistema y acelerar la falla.

Refrigeración y lubricación

El calentamiento es importante antes de hacer ejercicio y solo tendría sentido buscar sombra y un buen vaso de agua después de correr con un clima caluroso. Lo mismo pasa con su máquina. El aceite debe calentarse antes de hacer trabajar a la máquina y el turbo debe enfriarse antes del apagado. La lubricación adecuada es esencial para enfriar el turbo. Recuerde, puede girar a más de 100 000 rpm. Apagar el motor justo después de hacer trabajar arduamente a la máquina implica que el aceite de lubricación que fluye gracias a la bomba dejará de hacerlo mientras el turbo aún sigue girando a altas rpm por varios minutos. Sin aceite, no existe la forma de eliminar el calor rápidamente. Esto puede causar el desgaste prematuro del eje, los rodamientos y las juntas y acortar la vida útil del turbo. Lo mismo puede suceder si no permite que el aceite se caliente al encender el motor el tiempo necesario. El aceite frío circula más despacio, y suministra una lubricación inadecuada al rodamiento.

Utilice siempre los filtros de Tigercat para proteger el motor y los componentes.

Utilice siempre los filtros de Tigercat para
proteger el motor y los componentes.

El mantenimiento adecuado y la inspección extenderán la vida útil del turbocompresor. La tolerancia en las piezas giratorias del turbo es muy poca y depende de un aceite de buena calidad para que las piezas sigan moviéndose a la perfección. Recuerde siempre de cambiar el aceite en los intervalos de servicio recomendados o incluso antes si existe el riesgo de contaminación. El aceite sucio del motor puede reducir rápidamente la vida general ya que daña permanentemente los rodamientos y el eje. Estas imperfecciones en la superficie del material además dejan lugar para que futuros contaminantes se asienten y aceleren el desgaste de las piezas. Una superficie áspera también reduce el flujo de aceite y su capacidad de eliminar el calor.

Ventilación del cárter (CCV)

Durante el proceso de combustión del motor, existen vapores de combustión (gases de escape) que pasan por los aros del pistón y entran en el cárter del motor y se mezclan con los vapores del aceite. Para evitar la sobrepresión del cárter, estos vapores se filtran desde el aceite y son devueltos al tubo de entrada del turbo, y el aceite condensado al cárter.

En los motores FPT de 6,7 y 4,5 litros de Tigercat, el filtro superior de la CCV se encuentra directamente arriba del compartimiento del volante motor y está diseñado específicamente para estos motores. Por esta razón, solo los filtros de Tigercat deben usarse. Los filtros que se parezcan entre sí no significa necesariamente que sean el mismo. Los filtros de la CCV poseen una separación de medios específica para controlar los gases de escape y se han diseñado y fabricado específicamente para ser utilizados con materiales propios de la marca para trabajar conjuntamente con el resto del sistema. Los filtros con especificaciones no aptas para tales aplicaciones pueden tener un impacto negativo en el rendimiento general. Algunos de estos incluyen el caudal de gases de escape, presión en el cárter, porosidad en el filtro y reducción de la vida útil.

Veo aceite en el turbo

Ver un poco de aceite en el turbo es normal: los vapores de combustión que se dirigen a la toma se pueden mezclar con un poco de aceite residual que por lo general se quema durante la combustión del motor. Un poco de este aceite se puede asentar en el tubo justo antes de la entrada del turbo y por eso es normal ver aceite en pequeñas cantidades. Lo que es importante que debe recordar es reemplazar el filtro de la CCV en el intervalo de servicio recomendado con un filtro de Tigercat. Esta desatención sobre el filtro juega un papel muy importante. El mantenimiento inadecuado de este componente puede generar la saturación del filtro y permitir que el aceite se acumule en la entrada y la salida del turbocompresor. Esto reduce el rendimiento del motor y la presión de alimentación del turbo debido a la restricción en la rueda del compresor provocada por la coquización y puede afectar negativamente los componentes del posterior sistema de escape del turbo. Si se deja por mucho tiempo, puede provocar una falla en el turbo o incluso una falla en el motor.

Trucos y atención

Así como monitorear los medidores de combustible, velocidad del motor y aceite es algo natural cuando conduce su auto, supervisar la presión de alimentación de la máquina puede ayudar a localizar cualquier problema en su etapa inicial. Si la presión de alimentación parece ser baja o si desciende bruscamente, el operador debe ser proactivo e investigar y corregir en consecuencia. Debido a que es de fácil acceso y se fija solo con cuatro tornillos, con frecuencia el turbo se reemplaza prematuramente en un evento de presión de alimentación baja. Algunos factores que se pueden revisar y tener en cuenta de antemano son las conexiones de aire sueltas o desgastadas, los filtros de aire obstruidos, los prefiltros bloqueados, los filtros de la CCV saturados y las juntas entre el turbo y el colector de admisión o el colector de escape.

En un evento donde el eje o el volante del compresor se rompe, la presión de alimentación del turbo disminuirá considerablemente. Cuando esto sucede, es fundamental apagar el motor inmediatamente ya que seguir operando la máquina puede permitir que una gran cantidad de aceite llegue a la toma del motor y entre a las cámaras del cilindro. La elevada cantidad de potencia generada por la mezcla del aceite con el combustible y el aire durante el proceso de combustión puede provocar un daño grave y tiene el potencial de doblar las bielas y tener como resultado el cambio del motor. El aceite también puede contaminar los catalizadores de escape y desembocar en reparaciones importantes.

La educación es la llave del éxito. Asegúrese de que todos en el equipo sepan cómo y porqué el sistema trabaja. Puede influir positivamente y motivar al equipo a utilizar mejores prácticas de operación, realizar los procedimientos de mantenimiento correctos en los intervalos requeridos y tener un conocimiento de los potenciales problemas. Esto sirve de mucho para mantener el motor y el sistema del turbo trabajando a la perfección.

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