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folleto técnico de filtración folleto técnico de filtración 1 tips infos service

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¡os traigo la fuerza de kolbenschmidt pierburg y trw engine components grupo motor service calidad y servicios de un solo proveedor el grupo motor service es la distribuidora responsable de las actividades de posventa de kolbenschmidt pierburg a escala mundial es uno de los principales proveedores de componentes para motores en el mercado libre de repuestos y comercializa las prestigiosas marcas kolbenschmidt pierburg y trw engine components el amplio y completo programa de motor service permite a sus clientes adquirir todo tipo de piezas para motores de un solo proveedor como empresa especializada en resolver los problemas del comercio y de los talleres motor service ofrece además una extensa gama de servicios y la competencia técnica que posee como filial de un gran proveedor de la industria del automóvil kolbenschmidt pierburg un prestigioso proveedor de la industria del automóvil internacional las empresas del grupo kolbenschmidt pierburg cooperan desde hace muchos años con los fabricantes de automóviles y desarrollan componentes innovadores y soluciones de sistema y gozan de una competencia reconocida en las áreas de alimentación de aire y reducción de contaminantes bombas de aceite de agua y de vacío pistones bloques de motor y cojinetes de fricción los productos cumplen los altos requerimientos y normas de calidad de la industria automotriz reducida emisión de contaminantes consumo económico de carburante fiabilidad calidad y seguridad estos son los factores decisivos que impulsan las innovaciones de kolbenschmidt pierburg 2 edición 01.2010 n° de artículo 50 003 596-04 isbn 978-3-86522-211-4 redacción motor service technical market support layout y producción motor service marketing die neckarprinzen gmbh heilbronn la copia reproducción traducción íntegras o parciales requieren nuestro previo consentimiento por escrito con indicación de las fuentes reservado el derecho de introducir modificaciones y divergencias en las figuras queda excluida toda responsabilidad responsabilidad todas las informaciones de este folleto se han investigado y recopilado meticulosamente no obstante pueden presentarse errores se pueden producir traducciones incorrectas pueden omitirse informaciones o las informaciones ofrecidas pueden dejar de ser actuales por tanto no podemos ofrecer ninguna garantía ni asumir la responsabilidad legal por las informaciones puestas a disposición queda excluida cualquier responsabilidad de nuestra parte por cualquier tipo de daños sobre todo daños directos o indirectos así como daños materiales e inmateriales resultantes del uso o el mal uso de las informaciones ofrecidas en este folleto o causados por informaciones incompletas o incorrectas contenidas en él siempre que dichas informaciones no se deban a mala fe o negligencia grave de nuestra parte por tanto no asumimos ninguna responsabilidad en caso de que los reparadores de motores o mecánicos no dispongan de los conocimientos o experiencia necesarios para realizar la reparación no es posible predecir la medida en que los procedimientos técnicos e indicaciones para la reparación descritos aquí podrán aplicarse a las generaciones de motores futuras esto debe ser comprobado en caso dado por los reparadores de los motores o por el taller editor © ms motor service international gmbh 2 folleto técnico de filtración

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indice indice 1 introducción 2 fundamentos de la filtración 3 capa de partículas depositadas y presión diferencial 4 el medio filtrante 5 filtro de aire 6 filtro para interiores 7 secador de aire 8 filtros de carburante 9 filtro de urea 10 filtro de líquido refrigerante 11 filtros de aceite 12 filtro de aceite del cambio 13 conclusión glosario página 4 7 9 10 12 16 24 25 30 31 32 36 37 38 folleto técnico de filtración 3

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1 introducción son poco vistosos pero más importantes que cualquier equipamiento de confort los filtros limpian el aire el aceite y el carburante que el motor necesita para funcionar correctamente revisiones omitidas o el uso de filtros de baja calidad son ­ no pocas veces ­ la causa de enormes costes de reparación en los vehículos modernos la filtración se ha convertido en una tarea muy compleja por los requisitos crecientes que deben cumplir los motores el alto nivel de exigencias de los clientes y la política de protección medioambiental son otros factores que han influido en gran medida en la evolución de la tecnología de filtración 1.2 tipos de filtros de ks la gama de filtros de ks comprende filtros de aire aceite y carburante tanto para turismos como para vehículos utilitarios según su campo de aplicación hay que distinguir entre los siguientes tipos designación ac air cabin acc air cabin with activated carbon ad air dryer ap air panel ar air round cs coolant spin on fc fuel cartridge fp fuel pipe inline fs fuel spin-on fx fuel metalfree oc oil cartridge oh oil hydraulic os oil spin-on ot oil transmission ox oil metalfree oz oil centrifuge tipo de filtro filtro para interiores estándar filtro para interiores con carbón activo secador de aire filtro de aire rectangular filtro de aire circular filtro para líquido refrigerante cartucho de filtro de carburante filtro de carburante en línea filtro de carburante a enroscar cartucho de filtro de carburante exento de metales cartucho de filtro filtro de aceite hidráulico filtro enroscable de aceite filtro de aceite del cambio automático cartucho de filtro de aceite exento de metales filtro centrífugo de aceite 1.1 generalidades en el motor los filtros tienen por definición la función de eliminar impurezas y agentes extraños que a través del aire aceite y carburante podrían penetrar en el interior del motor para estos medios se utilizan distintos tipos de filtros que se diferencian no sólo por su función sino también por su composición y periodicidad de mantenimiento los métodos de filtración son múltiples las partículas se pueden retener por medio de · tamices de plástico o metálicos de malla fina · papel de poros finos fieltro y velo o también · por centrifugación 1.3 explicaciones sobre los números de artículo ks en el caso de los filtros kolbenschmidt trabaja con dos tipos de números además del número ks estandarizado de ocho cifras existe también un número abreviado formado por tres o cuatro cifras y dos o tres letras las cifras identifican el filtro y las letras el tipo de filtro véase el punto 2 el número ks de ocho cifras aparece en todos los documentos por ejemplo en los boletines de suministro y facturas la primeras 5 cifras son siempre 50 013 o 50 014 las últimas tres o cuatro cifras identifican el filtro y se corresponden con las cifras del número abreviado ejemplo cartucho del filtro de aceite 095-oc 50 013 095 filtro para interiores con carbón activado 4027-acc 50 014 027 4 folleto técnico de filtración

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introducción 1 1.4 el desgaste en el motor de combustión en todos los puntos donde elementos móviles entran en contacto o engranan se produce fricción que hay que evitar en lo posible como lubricante se utiliza aceite mineral o sintético que forma una película deslizante entre los elementos mecánicos móviles esta fina capa separadora comporta un efecto tampón para evitar un contacto directo y posibilitar el deslizamiento es obvio que una buena lubricación sólo es posible si se consigue mantener el aceite limpio incluso impurezas microscópicas se deben eliminar ya que acelerarían enormemente el desgaste por abrasión de los elementos del motor puntos críticos dentro del motor son las superficies de deslizamiento de los cilindros los pistones los segmentos las válvulas las juntas los cojinetes de cigüeñal y de biela agentes extraños pueden penetrar en el motor por la vía directa en forma de arena o partículas de arena con el carburante o el aire aspirado también por la vía indirecta ­ en forma de finos metálicos resultantes de la abrasión de residuos de combustión incompleta o de pequeñas fibras partículas de plástico o goma ­ pueden favorecer el desgaste en el sistema e incluso provocar fallos sección de un motor de combustión 1.5 desgaste de piezas de motor por agentes extraños pieza nueva pieza defectuosa enorme desgaste en las vías de paso del aro rascador de aceite consecuencia mayor consumo de aceite formación acusada de estrías provocadas en el cojinete principal por la masa abrasiva formada por el aceite y las partículas sólidas consecuencia avería del motor folleto técnico de filtración 5

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1 introducción pieza nueva pieza defectuosa pistón con señales de desgaste bien visibles fuerte abrasión de la capa de grafito en la falda la falta de esta capa de grafito puede provocar una rayada de la camisa y en el peor de los casos el gripado del pistón desgaste bien visible en la zona de la primera ranura de segmento el juego incrementado provoca una menor compresión y por consiguiente una pérdida de potencia camisa nueva con pulido en cruce bien visible esta superficie obtenida por bruñido mejora la adherencia del aceite a la pared interior del cilindro camisa con fuertes estrías formadas en la cara interior la estructura de bruñido ha desaparecido consecuencia mayor consumo de aceite 6 folleto técnico de filtración

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fundamentos de la filtración 2 en los vehículos modernos la filtración se basa en primer lugar en filtros de acción profunda se recurre a estos elementos de filtración especiales cuando se trata de separar partículas de líquidos aceite y carburante o gases aire en lo posible al 100 esta separación se realiza a través de la textura profunda del medio filtrante en la superficie de cada una de sus fibras las impurezas presentes en los líquidos o gases pueden ser polvo finos metálicos producidos por la abrasión o también partículas de hollín resultantes de una combustión incompleta pero no sólo partículas sólidas tienen que eliminarse del sistema por filtración sino también el agua separada en las tuberías de carburante y las gotitas de aceite resultantes del gas blow-by de la ventilación del cárter de distribución 2.1 efectos de filtración la separación de las partículas sólidas obedece a diferentes mecanismos o efectos que se presentan en los siguientes capítulos y dependen en gran medida del tamaño de las partículas a separar así como de las propiedades del respectivo líquido o gas efectos físicos como por ejemplo fuerzas centrífugas o electrostáticas tienen asimismo una influencia considerable sobre el proceso de separación en las siguientes figuras se representa el medio filtrante en forma de una fibra aislada en posición perpendicular al plano de la figura el aire el aceite y el carburante contornan en un movimiento laminar la fibra y sus trayectorias se representan con simples líneas de flujo en la filtración del aceite y carburante el efecto de bloqueo es el principal mecanismo de separación en la filtración del aire se suman al efecto de bloqueo sobre todo los efectos de inercia y difusión 2.2 efecto de inercia el efecto de inercia se basa en que las partículas sólidas de mayor masa al acercarse a la fibra se salen de su trayectoria a consecuencia de la inercia y chocan directamente con la fibra líneas de flujo partícula fibra aislada perpendicular al plano de la figura sentido de flujo líneas de flujo efecto de inercia folleto técnico de filtración 7

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2 fundamentos de la filtración 2.3 efecto de bloqueo en el caso del efecto de bloqueo las partículas sólidas ­ debido a su tamaño ­ siguen su trayectoria pero si se acercan demasiado a la fibra y la tocan quedan atrapadas por ella fuerzas de van der waals sentido de flujo líneas de flujo partícula de menor tamaño capaz de seguir las líneas de flujo fibra aislada perpendicular al plano de la figura líneas de flujo efecto de bloqueo 2.4 efecto de difusión el efecto de difusión permite retener partículas sólidas muy pequeñas de menos de 0,5 µ de diámetro siguen trayectorias irregulares movimiento browniano y chocan más bien por casualidad con una fibra para quedar atrapadas por ella líneas de flujo fibra aislada perpendicular al plano de la figura sentido de flujo líneas de flujo efecto de difusión 8 folleto técnico de filtración

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capa de partículas depositadas y presión diferencial 3 diferencia de presión p en un filtro nuevo las partículas sólidas se depositan primero en la superficie de la fibra con el tiempo crece cada vez más la capa de partículas depositadas y disminuye el volumen de poros lo que a caudal constante hace subir la diferencia de presión en la figura se representa el desarrollo de la diferencia de presión p en función del tiempo de servicio o de la carga por suciedad diferencia de presión p máx momento en que el filtro se debe absolutamente cambiar t1 tiempo o ensuciamiento desarrollo en el tiempo de la diferencia de presión el incremento más bien lento de la diferencia de presión es típico de los filtros de acción profunda sólo cuando el volumen de poros del filtro está casi agotado se produce una rápida subida de la presión diferencial es este el momento cuando el filtro se debe sustituir por otro este momento t1 se suele definir en las especificaciones de los fabricantes de automóviles por regla general los filtros deben retener partículas sólidas de tamaño microscópico en la siguiente figura se muestran los diferentes tamaños típicos de partículas que un filtro debe ser capaz de separar humo niebla polvo de carretera polen esporas gases de escape hollín bacterias 0,01 µm 0,1 µm 1 µm 10 µm 100 µm orden de magnitud de diferentes partículas para ilustrar las dimensiones en que se desarrolla la filtración se presentan a abajo partículas y polen en comparación con la sección de un pelo humano 1 2 3 4 5 6 7 pelo humano límite visual del ojo humano glóbulo blanco polen partícula sólida glóbulo rojo bacteria 70 µm 40 µm 25 µm 10 µm 7 µm 2 µm 1 2 5 3 4 6 7 comparación de tamaños folleto técnico de filtración 9

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4 el medio filtrante como en la industria del automóvil el papel es el principal medio filtrante utilizado vamos a entrar a continuación con más detalle en sus características prescindiendo una descripción de otros medios como tamices de malla fina fieltro o velo las maderas más utilizadas para fabricar el papel de filtración son ­ en el caso de las maderas duras ­ el roble el arce y el aliso y ­ en el caso de las maderas blandas ­ el abeto y el cedro según las aplicaciones los papeles de filtración utilizados se diferencian por su estructura fibrosa y porosa así como por su finura los tres medios filtrantes más significativos son algodón celulosa y fibras sintéticas 4.2 el estampado para poder instalar en un cartucho una superficie de filtración máxima el papel se somete durante el tratamiento térmico a un estampado con el que se le imprime aprovechando su comportamiento termoplástico entre 20 y 100 °c una determinada forma plegada que se conserva aun tras el endurecimiento esta geometría plegada permite alcanzar por ejemplo en un cartucho de filtración para camión una superficie de filtración eficaz de aproximadamente 10 m² para que en las condiciones de marcha del motor los pliegues no queden pegados uno al otro se ealizan en la operación de estampado pequeños resaltes que actúan como distanciadores asimismo existe la posibilidad de darle cada uno de los pliegues una forma ondulada que tiene el mismo efecto 4.1 requisitos a cumplir por el papel de filtración los requisitos que debe cumplir el papel de filtración son · alta resistencia a pulsaciones bajo todo tipo de solicitación dinámica · insensibilidad al agua por ejemplo con tiempo de lluvia al aceite motor a gases del cárter de distribución y vapores de carburante · alta estabilidad térmica ya que con el motor en marcha el filtro puede estar expuesto a temperaturas de hasta 80 °c para resistir estas solicitaciones mecánicas climáticas y térmicas el papel de filtración es impregnado con modernas resinas sintéticas y a continuación sometido a un tratamiento térmico sin que se alteren el volumen de poros el tamaño de los poros y la estructura fibrosa del material de partida geometría de plegado 10 folleto técnico de filtración

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el medio filtrante 4 4.3 control de calidad del papel de filtración el papel de filtración se somete a rigurosos controles de calidad uno de los procedimientos de control más importantes es el llamado ensayo de burbujas de aire bubble test este ensayo consiste en términos simplificados en impregnar el papel a controlar con un líquido bien definido y exponerlo a continuación a diferentes presiones de prueba siendo importante que estas últimas se documenten con precisión la primera burbuja se puede asignar por cálculo al mayor poro existente el recubrimiento de toda la superficie del papel a controlar con burbujas informa sobre el reparto medio de los tamaños de poro efectivamente grandes poros exigen bajas presiones de exposición y pequeños poros altas presiones de exposición al aplicar este método se determina asimismo la presión diferencial el ensayo es a la vez relativamente fácil de realizar y muy preciso pero no hay olvidar que sólo facilita valores de comparación con otros papeles adicionalmente se realizan en la práctica ensayos de separación de partículas método directo según din iso 5011 la siguiente figura muestra el montaje de ensayo para la determinación de la tasa de separación y la capacidad de retención de polvo de elementos filtrantes 1 flujo de aire 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 tubo de entrada inyector de polvo carcasa de admisión de polvo tubo de salida dispositivo de medición de presión filtro absoluto medidor de caudal volumétrico dispositivo de regulación del caudal volumétrico ventilador de aspiración filtro 3 5 10 6 7 8 9 4 flujo de aire disposición de ensayo para la determinación de la tasa de separación folleto técnico de filtración 11

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5 filtro de aire cuando hoy día en técnica de motores se habla de filtros de aire filtros de aspiración se trata la mayoría de las veces de los llamados filtros secos término que designa diferentes filtros de papel recambiables los filtros secos son el contrapunto de los filtros húmedos o filtros sumergidos en aceite en los que un líquido tiene la función de separar las partículas de polvo del aire aspirado para la aspiración del aire se han impuesto los filtros de papel principalmente porque garantizan tasas de separación más elevadas y sobre todo constantes en todos los regímenes de carga otras ventajas son su facilidad de mantenimiento y la posibilidad de ser instalados en cualquier posición también desde el punto de vista ecológico hay cada vez más argumentos a favor de los filtros de papel una masa abrasiva que irremediablemente provocaría un importante desgaste en pistones segmentos y superficies de deslizamiento de los cilindros 5.2 daños indirectos filtros de aire que no se renuevan a tiempo provocan ­ a consecuencia de la creciente resistencia al paso del aire ­ una mezcla carburante/aire más rico de lo normal y por consiguiente mayores emisiones de contaminantes así como un menor rendimiento del motor los polvos finos que atraviesan el papel de filtración contribuyen a la formación de barros en el motor y pueden asimismo depositarse en la sonda de caudal de aire instalada en el lado de aire limpio del filtro de aspiración y encargada de la dosificación del carburante con la consecuencia de un mayor consumo de carburante al penetrar partículas en la cámara de combustión disminuye la vida útil del motor ya que el mayor efecto abrasivo acelera el desgaste de los cojinetes los pistones los segmentos y las superficies de deslizamiento de los cilindros 5.1 cometido función en general la función de los filtros de aire consiste en limpiar el aire aspirado y reducir los ruidos de aspiración del motor además de precalentar ­ principalmente en los motores de turismos ­ el aire aspirado y regular su temperatura la regulación de la temperatura es muy importante para el comportamiento en marcha del motor y la composición de los gases de escape para ilustrar la capacidad de separación y con ello la importancia del elemento filtrante he aquí unas cifras la cantidad de polvo presente en un m3 de aire puede oscilar entre 1 y 10 mg según el tipo de paisaje las condiciones meteorológicas las características del terreno y de la carretera y el tipo de utilización del vehículo en caminos no consolidados o en obras puede subir hasta 40 mg partiendo de que para la combustión completa de un litro de carburante se necesitan unos 14 kg de aire motor de gasolina es fácil hacerse una idea de la cantidad de partículas de polvo que hay que separar ya que en caso contrario podrían formar junto con el aceite lubricante se reconoce claramente la capa de suciedad depositada en el filtro tras 15.000 km de marcha las partículas sólidas más finas se incrustan en la textura profunda del papel filtrante consecuencia una mezcla de carburante y aire más rica de lo necesario mayores emisiones de contaminantes pérdida de rendimiento del motor 12 folleto técnico de filtración

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filtro de aire 5 5.3 estructura del filtro de aire para turismos los filtros de aire para turismos se han impuesto en el mercado en dos formas de construcción diferentes filtros rectangulares y filtros circulares circulares y ovalados qué tipo de construcción es el más indicado para un caso de aplicación concreto depende en primer lugar de la forma en que las reglas básicas de la filtración se pueden aplicar en ese caso su posición de instalación en el vehículo se establece siguiendo el criterio de la menor entrada posible de polvo o agua los elementos filtrantes tienen una alta tasa de separación independiente de la carga a que se someten se cambian fácilmente en las revisiones técnicas del vehículo especificadas por el fabricante las gamas de motores de los fabricantes de automóviles son muy amplias y cada vehículo requiere el filtro perfectamente adaptado a los requisitos del motor y su lugar de instalación para casi todos los vehículos hay filtros de aire de ks del tipo requerido la carcasa de filtro y los elementos filtrantes están perfectamente adaptados entre sí y diseñados de forma óptima para el respectivo tipo de motor y su sistema de aspiración un tipo de construcción especial de un filtro rectangular aparece en la siguiente foto el filtro comporta adicionalmente al papel de filtración un velo de protección para la filtración gruesa este tipo de filtro se utiliza sobre todo en regiones con altas concentraciones de polvo filtro de aire ap rectangular filtro de aire ap redondo filtro de aire ap redondo para camiones filtro rectangular con velo de protección 5.3.1 estructura del filtro de aire para vehículos industriales debido al mayor caudal que dejan pasar y el estancamiento circunferencial menos crítico de la carcasa de filtro prevalecen en los vehículos utilitarios filtros circulares con tejido metálico o de plástico que pueden ser de una o varias etapas a la diferencia de los filtros de una etapa los de varias etapas comportan adicionalmente un preseparador ciclónico en el que se aprovecha el efecto de la fuerza centrífuga por medio de un disco rotativo de diseño especial con paletas de guiado se imprime un movimiento de rotación al flujo de aire así las partículas son arrojadas por la fuerza centrífuga a la pared de la carcasa de donde según el tipo de construcción salen al exterior o pasan a un recipiente colector este preseparador permite prolongar la vida útil del filtro tanto los filtros de una etapa como los de varias etapas se suelen alojar la mayoría de veces en una sola carcasa los filtros de varias etapas se utilizan sobre todo en motores de maquinaria de obra y agrícola folleto técnico de filtración 13

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5 filtro de aire especialmente los filtros de motores de maquinaria de obra se dotan a menudo con un elemento secundario adicional o elemento de seguridad que protege el motor si el elemento filtrante principal está siendo mantenido o dañado por regla general el elemento secundario no debe utilizarse sin el elemento principal y se recomienda cambiarlo cada tercera vez que se sustituye el elemento principal en los vehículos utilitarios el punto de aspiración del filtro casi siempre está situado por encima o al lado de la cabina del conductor para reducir al mínimo la cantidad de polvo absorbida y alargar así la periodicidad de mantenimiento en los camiones modernos con frecuencia las carcasas de filtro se dimensionan mayores de lo necesario para la filtración lo que permite reducir notablemente el ruido de aspiración en esos casos se habla de filtros silenciadores que reúnen en sí las funciones de filtración y amortiguamiento del ruido en la figura de al lado aparece un filtro de varias etapas para vehículos utilitarios está formado por una placa deflectora 1 el elemento filtrante principal 2 y el elemento filtrante de seguridad 3 el aire admitido entra por la envolvente exterior y l aire limpio sale por el espacio interior central 1 3 2 filtro de aire de varias etapas para vehículos industriales 5.4 instrucciones de montaje para la sustitución los siguientes puntos se deben respetar al cambiar el filtro de aire · no cambiar nunca el filtro de aire con el motor en marcha · asegurar que al retirar el antiguo filtro no penetren partículas en los conductos de aire · no intentar limpiar el antiguo filtro con aire comprimido · elegir el filtro adecuado porque de otra forma a consecuencia de diferencias en las propiedades de estancamiento y paso el motor podría sufrir graves fallos · instalar el nuevo filtro de acuerdo con las instrucciones del fabricante · antes de instalar el nuevo filtro limpiar la tapa y la carcasa con un trapo blando limpio no utilizar cepillos u otros medios que podrían liberar partículas de deposiciones · controlar todas las juntas respecto a daños incluso pequeñas fisuras o deformaciones pueden provocar un notable ensuciamiento en caso de duda cambiar las juntas · instalar el elemento filtrante en posición céntrica · al fijar la tapa hay que velar por que entre la tapa y la carcasa no quede ningún intersticio ya que por tal intersticio aire sin filtrar podría penetrar en las cámaras de combustión presión diferencial p máx nota importante al circular a menudo por carreteras muy polvorientas el elemento filtrante debe cambiarse con mayor frecuencia de la prescrita para condiciones normales p bar filtro de varias etapas filtro de una etapa tiempo diferencias de vida útil 14 folleto técnico de filtración

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filtro de aire 5 5.5 errores de manipulación el filtro no se debe nunca limpiar con aire comprimido porque las partículas microscópicas penetrarían todavía más profundamente en la textura del papel de filtración que se obstruiría todavía más además se corre el riesgo de que el papel de filtración se desgarre a consecuencia de la fuerte presión del aire asimismo hay que cuidar de que al manipular el filtro a no se destruya el paquete de papel b ni las caras de contacto por dicho motivo no es conveniente golpear el filtro en caso de estanqueidad insuficiente o desgarros en el papel de filtración agentes extraños pueden penetrar en el interior del motor con graves consecuencias para el mismo los filtros torcidos o deformados véanse las figuras no deben montarse en ningún caso folleto técnico de filtración 15

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