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| Limpieza del sistema (cortesía Twins-Farm) |
LA ENORME IMPORTANCIA DE UN BUEN SISTEMA DE FILTRADO Y MANTENIMIENTO
DE AIRE
Ya hace meses que mis amigos Herminio y Joaquín me comentaban de la enorme incidencia que comprobaban ellos que tenía la
limpieza del filtro de aire en el consumo del tractor y que sería bueno dedicar
una entrada a esta cuestión.
Por supuesto la
apreciación de estos buenos profesionales es exacta. Los tractores “chupan” un aire muy rico en polvo (y
no sólo polvo, también sustancias químicas cuando se hacen los tratamientos) Si por accidente o mal diseño
entrase aire poco limpio en un motor las partículas rallarían las camisas y pistones y cuando posteriormente esas partículas entrasen en contacto con el aceite lubricante se rallarían cojinetes, bielas, válvulas….
DE IMPACTO
Los vehículos con motor de explosión incorporan un sistema de
filtrado de aire para proveer de aire limpio en la admisión. Por supuesto no será lo mismo un sistema de filtrado para un tractor con atmósfera pulverulenta que en un motor marino con aire bastante puro.
Un buen sistema de filtrado además de “limpiar el aire” será capaz de ofrecer la mínima restricción al aire (pérdida de carga) para lograr que el llenado de los cilindros sea eficaz.
Un buen sistema de filtrado además de “limpiar el aire” será capaz de ofrecer la mínima restricción al aire (pérdida de carga) para lograr que el llenado de los cilindros sea eficaz.
El tractor por ser una máquina que además trabaja en lugares
pulverulentos (el aire agrícola tiene entre 20 y 30 veces más polvo que el aire
“de carretera” y las cifras de partículas en suspensión ronda el intervalo 0,02 a 0,05 g/m3) es mucho más
sensible a un mal mantenimiento del filtro de aire pues un filtro sucio o incluso
ineficaz acarreará muchos problemas en el motor: además del consumo que se incrementa, se reducirá la vida útil.
Algunas cifras:
- Mezcla estequiométrica motor diésel (cantidad de aire
necesario para quemar una masa de combustible):
- Litros de aire por litro de gasóleo:
SISTEMAS
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| Filtro principal y secundario: cartucho seco |
Filtro Seco: El elemento filtrante es de material
tejido, tela o papel. Suele ser de 2 etapas para mejorar la limpieza del aire y
sobre todo aumentar la “seguridad”. Se limpian con chorro de aire, en sentido
inverso al normal de la admisión, y tras varias limpiezas se desechan. La
eficiencia que le atribuyen los fabricantes es del 99’7 a 99’9 %
En la carcasa, normalmente de plástico, encontraremos los 2 elementos: el
filtro de seguridad o secundario que está en el interior de un filtro principal
o primario. En la propia carcasa o como elemento anexo al cartucho se
encuentran unas “aletas” anguladas que obligan al aire a tener un movimiento
centrífugo y así original una primera separación del polvo. El 80 % del polvo
se acarrea a una caja o válvula donde se expulsa al exterior.
Filtro en baño de aceite: En este caso el elemento filtrante lo
forma una malla sumergida en aceite. Es un tipo de filtro que ahora se utiliza
mucho menos que el seco pero no es mal filtro porque induce muy poca restricción
al flujo del aire además de ser más barato y necesitas menos mantenimiento
aunque entre sus desventajas está que puede filtrar menos en determinadas
ocasiones y sobre todo admite diseños mucho menos “vistosos” a como estamos
acostumbrados a ver ahora el capó de los tractores.
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| Tractor Kubota K1 con prefiltro (cortesía CBdC) |
Prefiltro ¿SI o
NO?: Hace unos años era habitual ver a
los tractores con el típico prefiltro “ciclón” pero hoy apenas se ven ya pues
el sistema de filtrado ha mejorado mucho y no compensa la restricción de aire, pérdida
de potencia, que da un prefiltro por la potencial ganancia en el suministro de
un aire más puro.
Los prefiltros que todavía vemos son de tipo “vortice” (topspin) que
origina un centrifugado previo para que las partículas más pesadas se decanten
en un vaso (normalmente transparente). El vortice lo que consigue es que el aire
cambie de forma brusca de dirección. En ese instante la velocidad disminuye y
se hace nula. Entonces las partículas se depositan.
Existen otros
diseños de prefiltros, aunque más caros, donde se elimina automáticamente el
polvo a través de un tubo aspirador conectado al sistema de escape.
DISEÑO DE UN SISTEMA DE FILTRADO
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| Antiguo Deutz con toma de aire muy elevada |
El ingeniero responsable del diseño de admisión primero debe dimensionar el filtro. El diseño se hace en función del flujo de aire (caudal) que pide a su
vez el diseñador del motor. Lo normal es que el ingeniero del motor proporcione
al ingeniero del tractor las curvas de ensayo del motor variando los flujos de
aire (las curvas suelen estar dadas a velocidad nominal). A partir de aquí el ingeniero
del tractor ya sabe si debe sacrificar un flujo de aire por un diseño más o menos
bonito y además cuanto le "cuesta" el lujo en función de la pérdida de potencia.
¿Dónde colocar el
filtro de aire?
Con generalidad el aire más alto está más limpio por eso las tomas de aire en los tractores se suele colocar lo más altas posible. También si se opta por el prefiltro este se coloca lo más arriba posible intentando sin embargo reducir la pérdida de carga (longitud de la tubería de aspiración, elegir los materiales por su cfte. de fricción, rugosidad y diámetro de la tubería) e incluso tractores con “snorkel” tienen en cuenta estos parámetros en su "licencia a la belleza"
Con generalidad el aire más alto está más limpio por eso las tomas de aire en los tractores se suele colocar lo más altas posible. También si se opta por el prefiltro este se coloca lo más arriba posible intentando sin embargo reducir la pérdida de carga (longitud de la tubería de aspiración, elegir los materiales por su cfte. de fricción, rugosidad y diámetro de la tubería) e incluso tractores con “snorkel” tienen en cuenta estos parámetros en su "licencia a la belleza"
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| Moderno Valtra con "Snorkel" |
En las tablas de diseño de los ingenieros se dice que la restricción del
sistema de admisión con un filtro de aire nuevo y limpio no debería de ser
mayor a 3-4 kPa (4-5 kPa con prefiltro)
Un buen y moderno tractor incorpora un “chivato” para avisar cuando la
restricción sobrepasa un límite (normalmente los fabricantes lo colocan en 6
kPa)
Todo esto ya nos indica que el ingeniero diseñará la tubería de admisión
tan corta como sea posible y con la mínimas singularidades (codos, rugosidad) y
además se elegirán diámetros elevados.
LOS MOTORES TURBOALIMENTADOS
En el caso de
motores turboalimentados parte de la energía cinética de los gases de escape se
usan para mover una turbina que a su vez mueve un compresor para que entre más aire
“fresco” al interior del cilindro (es decir lo comprime), pero claro el aire de
escape está muy caliente con lo que calienta a su vez el aire “fresco” y eso le
hace perder potencia (el aire comprimido llega a 100-140 ºC ) por lo que disminuye
la densidad es decir entra “menos” aire o lo que es lo mismo lo que habíamos “ganado”
lo “perdemos”. Para evitar este "bucle" inoperante se usa un enfriador de aire (cooler o
intercooler que no es otra cosa que un radiador enfriado por agua o por aire)
para enfriar el aire “comprimido”.
El intercooler es importante pues cada8 ºC que disminuya la
temperatura del aire de admisión se aumenta la potencia del motor en un 2 %
El intercooler es importante pues cada
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| Trabajo en atmósfera "pulverulenta" (Twins-Farm) |
mantenimiento
Lo mejor es seguir las recomendaciones del fabricante y que vienen bien explicadas
en el Manual del Operador, pero una guía básica sería:
- Limpiar y sustituir el filtro principal siguiendo instrucciones del fabricante
- No limpiar los filtros secundarios: proceder a su reemplazo cuando pasen las horas estipuladas o si se ha comprobado una rotura en el filtro principal
- Mantener limpia la entrada de aire (normalmente de rejilla) de pajas o polvo
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| A veces atmósferas ¡muy pulverulentas! (www.profi.com) |
Además se debe exigir que el tractor tenga un sistema de fácil acceso al
filtro para poderlo limpiar o cambiar de forma rápida y sin herramientas.
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| Esquema filtro en baño de aceite |
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| Limpieza filtro con aire a presión: ¡hacer siempre de dentro a afuera!, ¡no al revés! (Twins-Farm) |
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| Limpieza filtro con aire a presión: ¡hacer siempre de dentro a afuera!, ¡no al revés! (Twins-Farm) |
