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partes del motor

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by

Eduardo Pinto

on 4 September 2012

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PRINCIPALES PARTES DEL MOTOR MÁQUINAS TÉRMICAS ALTERNATIVAS
INGENIRÍA MECÁNICA BLOQUE El bloque del motor está fabricado con aluminio y una técnica denominada «open deck». Está fabricado por fundición inyectada en coquilla, con lo que el espesor de las paredes, y por tanto el peso, resultan menores. Esta arquitectura permite además un flujo del refrigerante más favorable, con lo que las temperaturas máximas que alcanzan determinados elementos mecánicos son menores, y permite el uso de una bomba del agua de menor tamaño, utiliza menos potencia del motor. La forma del bloque, así como su estructura, depende básicamente del tipo constructivo que tenga el motor, según los tipos de motores. Habitualmente, el bloque motor suele estar fabricado de fundición o aluminio, con lo que ahorramos peso y mejoramos la refrigeración. El bloque del motor debe ser rígido para soportar la fuerza originada por la combustión, resistir a la corrosión y permitir evacuar por conducción parte del calor. BLOQUE MOTOR BMW EN ALUMINIO BLOQUE MOTOR TDI 2.5 L BLOQUE EN FUNDICIÓN MOTOR 8V BLOQUE EN ALUMINIO CÁRTER PARTES ESTRUCTURALES Se definen como los elementos mecánicos que brindan estabilidad y estática al motor. las partes del motor a analizar en esta sección son: BLOQUE

CULATA

CÁRTER MANUFACTURA DEL BLOQUE MOTOR DESPIECE DE UN MOTOR. CULATA Parte del motor que cierra los cilindros por su lado superior y en correspondencia con la cual suelen ir colocadas las válvulas de admisión y de escape.

La forma y las características de la culata siempre han ido estrechamente ligadas a la evolución de los motores y, en especial, han venido condicionadas por el tipo de distribución y por la forma de la cámara de combustión. La culata de los cilindros consta de los elementos siguientes:

Los conductos de admisión y de escape.
Las paredes y los huecos para el líquido de refrigeración o las aletas (en los motores de refrigeración por aire).
La cámara de combustión, que forma con el émbolo y las paredes del cilindro. La dureza de las culatas de fundición no debe ser menor de HB 180 - 240. Las tensiones residuales que se producen durante la colada se eliminan calentando las culatas de fundición hasta la temperatura de 400 - 500° C durante 10 - 15 horas y enfriándolas después paulatinamente. Las culatas de aluminio se calientan hasta 200 °C de temperatura durante 6 - 8 horas.

Las culatas de los cilindros se someten a pruebas hidráulicas bajo presión de 0,4 MN/m2 (4 kgf/cm2) durante 3 - 5 minutos, para comprobar la estanqueidad del espacio dedicado al agua; no se toleran las fugas ni incluso el humedecimiento de las superficies de las paredes. Además, las culatas de los cilindros de algunos motores deben sufrir un ensayo hidráulico, para comprobar la resistencia de la pared que queda frente al émbolo, a una presión del agua de hasta 10 MN/m2 (100 kgf/cm2) o más. CULATA CULATA MONTAJE DE JUNTAS Y TORNILLOS DE CULATA DESPIECE CULATA DEL MOTOR Elementos principales dentro del bloque.

Bloque del motor.
Camisa.
Bancada del cigüeñal.
Cárter.
Pistones.
Bielas.
Cigüeñal.
Cojinetes.

Elementos principales fuera del bloque.

Volante del motor.
Engranajes distribución.
Correa distribución.
Tapa de la distribución. CONJUNTO BLOQUE MOTOR DESPIECE Es una de las piezas fundamentales en la rigidez y consistencia de un motor, es el cárter. Desde el punto de vista teórico, el cárter es una caja metálica donde se introduce todo el bloque del motor para aislarlo del exterior, con el propósito de protegerlo y lubricarlo. CÁRTER COMO SOPORTE DEL CONJUNTO MÓVIL DEL MOTOR. Son los elementos mecánicos que permiten la transformación de la energía producto de la combustión en trabajo útil. las partes del motor a analizar en esta sección son: CÁRTER El cárter tiene una función primordial: contener el aceite para la lubricación del motor, y conseguir su óptimo funcionamiento. El lubricante se deposita en el cárter inferior, y desde allí puede ser directamente bombeado de nuevo a todas las piezas del motor, o bien se recoge mediante succión a un pequeño depósito independiente, desde donde se bombea igualmente al motor. Esta última modalidad se denomina cárter seco, y previene la pérdida de aceite descontrolada en caso de grietas en la carcasa, que pueden producirse por elevadas temperaturas, fuerzas de torsión, etc. LUBRICACIÓN POR SALPICADURA SOBRE EL CIGÜEÑAL CONJUNTO MÓVIL DEL MOTOR Cigüeñal
Pistón
Biela
Volante CIGÜEÑAL Una de las características primordiales del cigüeñal es su equilibrio estático, distribuyendo todo su peso de forma uniforme alrededor del eje; y equilibrio dinámico para eliminar cualquier vibración generada durante su giro a causa de la fuerza ejercida por las bielas.
Para este fin se los construye con unas masas metálicas, los contrapesos, que se presentan en posiciones opuestas a la posición de los codos (muñones) de las bielas. Así al girar cuando el motor está en funcionamiento la fuerza centrífuga generada es totalmente uniforme. Las fuerzas explosivas de los pistones y las de inercia en las piezas de movimiento recíproco son de intensidad variable. Esta variación de torsión produce torsión en el cigüeñal, es decir, se produce vibración a causa de la torsión. CIGÜEÑAL MANUFACTURA DEL CIGÜEÑAL PARTES DEL CIGÜEÑAL CIGÜEÑAL En la actualidad la fabricación del cigüeñal se implementa el uso de CNC para satisfacer las tolerancias necesarias en cada orificio de lubricación y precisión en las diferentes secciones y acabados que impliquen la generación de concentradores de esfuerzos sobre la pieza. Todos los motores de cuatro cilindros, así como los de ocho en V de 60º, por tener los brazos del cigüeñal en un mismo plano, se ven afectados de un desequilibrio inherente producido por el desplazamiento del centro de gravedad de las piezas móviles durante las cuatro carreras del pistón. Esta fuerza vibratoria vertical, que tiende a hacer saltar el motor y arrancarlo de su anclaje, podemos contrarrestarla aplicando, por medio de un dispositivo, una fuerza igual y de sentido contrario. Se utilizan unos ejes compensadores que van engranados en la distribución del motor. Estos ejes o contrapesos van calados en la distribución de forma que originen una fuerza igual y contraria a la que se produce al desplazarse el centro de gravedad de las piezas móviles, anulándose sus efectos. Para ello tienen que girar a doble velocidad que el cigüeñal. Asimismo, giran entre si en direcciones opuestas, para evitar que se origine una oscilación o vibración lateral del motor. CIGÜEÑAL CONTRAPESOS EJES COMPENSADOS PISTÓN Pistones de aluminio fundido (Sufijos P, NP) El pistón es un cilindro abierto por su base inferior, cerrado en la superior y sujeto a la biela en su parte intermedia. El movimiento del pistón es hacia arriba y abajo en el interior del cilindro, comprime la mezcla, transmite la presión de combustión al cigüeñal a través de la biela, fuerza la salida de los gases resultantes de la combustión en la carrera de escape y produce un vacío en el cilindro que “aspira” la mezcla en la carrera de aspiración. DESCRIPCIÓN CONJUNTO BIELA -PISTÓN TIPOS DE PISTONES PISTÓN MANUFACTURA DEL PISTÓN Uno de los procesos más antiguos y aún vigente, es la fundición de lingotes de aluminio en grandes Crisoles (donde se calientan los metales hasta que se funden o pasan de sólido a líquido) que luego se vacían en moldes enfriados por agua bajo sistemas especiales. PISTONES DE ALUMINIO FUNDIDO Posteriormente, comienza el proceso de mecanizado, efectuado por diferentes maquinarias controladas por computadoras y por último pasan por una serie de procesos térmicos que les dan las propiedades requeridas por las empresas fabricantes de equipo original. Pistones forjados a presión (Sufijo F) TIPOS DE PISTONES En éste proceso se utilizan trozos de barras de aleaciones de aluminio cortados a la medida y sometidos a presiones de hasta 3000 toneladas de fuerza, En los troqueles se forja con exactitud las dimensiones del pistón y las ranuras de los anillos con maquinados a precisión para brindar óptima calidad y confiabilidad en el uso de estos, tanto en motores de uso diario como de trabajos pesados e incluso en los motores de autos de competencias PISTONES DE ALUMINIO FORJADO Pistones Hipereutecticos (Prefijo H) TIPOS DE PISTONES Estos pistones son fabricados con modernos sistemas de la más alta tecnología metalúrgica en la cual se emplean nuevas formulaciones que permiten agregar una mayor cantidad de silicio, logrando una expansión molecular uniforme de los elementos utilizados en su composición. Esta técnica de manufactura proporciona a éstos pistones características especiales, tales como soportar mayor fuerza, resistencia y control de la dilatación a temperaturas altas, disminuyendo el riesgo de que el pistón se pegue o adhiera al cilindro, logrando una mayor vida útil. PISTONES HIPERHEREUTICO LUBRICACIÓN DEL CONJUNTO BIELA -PISTÓN BIELA VOLANTE BIELA CATÁLOGO DE BIELAS La biela esta construida con acero forjado con gran resistencia mecánica a la tensión. Su función radica en conectar el pistón con el cigüeñal transmitiendo la fuerza recibida de la combustión a través del pistón. Las bielas se dividen en tres partes, el pie, cuerpo y cabeza. Las bielas de los motores de cuatro tiempos son diseñadas para resistir no solo las fuerzas provenientes de la combustión, sino también a la tracción, ya que realizan un recorrido ascendente sin compresión.

Los diámetros de cabeza y pie, entonces, son calibrados de acuerdo al nivel de carga que deben resistir los cojinetes que se instalen en ellos.

Es por ello que en el pie se instala un cojinete de material antifricción, mientras que en la cabeza se puede hallar una ligera partición, que debe garantizar absoluta rigidez una vez montada y apretada. BIELAS Pie Cuerpo Cabeza BIELA Son fabricadas en aceros especiales, aunque en menor medida se pueden hallar de aleaciones de titanio, mediante un proceso de forjado y mecanizado en el cual se destacan la formación de ejes de cabeza y pie.En este proceso se “calibran” las distancias entre dichos ejes, su paralelismo y diversos espesores, que garantizarán no solo el funcionamiento eficiente de la misma en el motor, sino además la adaptación con el resto de las partes.

La cabeza de la biela presenta una articulación que acciona directamente con el cigüeñal, el pie conecta al bulón con el pistón y el cuerpo es la parte que une a estos dos ejes. BIELA Su masa depende del número de cilindros, siendo más pequeño cuantos más cilindros tiene el motor (la energía la aportan las carreras de expansión de los otros cilindros). Su principal inconveniente es el freno que opone al motor para conseguir rápidas aceleraciones.
El volante cumple también la función de facilitar la puesta en marcha al hacerse girar el motor mediante el arranque eléctrico, el cual pone en movimiento el volante, y su vez el cigüeñal para completar algunos giros hasta producir los ciclos de expansión logrando el funcionamiento del motor. El volante motor es un elemento situado en un extremo del cigüeñal que está destinado a mitigar las vibraciones torsionales. Su principio de funcionamiento no es otro que el de tener una masa suficientemente grande como para generar una inercia de movimiento circular que suaviza el funcionamiento de todo el conjunto sin afectar en la eficiencia final del conjunto. Lo habitual es que el volante motor sea el punto de unión del cigüeñal con el embrague, que es el encargado de unir la mecánica al cambio de marchas. VOLANTE VOLANTE ARRANQUE ELÉCTRICO
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