Bloque de cilindros Cigeal y Cojinetes Integrantes Manuel

Bloque de cilindros , Cigüeñal y Cojinetes Integrantes: Manuel Ferreira Rogger Borjas Pedro Naveda

El motor � Hasta aquí hemos considerado el motor desde el punto de vista de su funcionamiento. Hemos visto como es proporcionada la mezcla de aire y gasolina por el sistema de combustible al cilindro del motor, donde es comprimida, inflamada y quemada. Hemos visto también que esta combustión produce una alta presión que empuja al pistón hacia debajo de modo que pueda hacer girar al cigüeñal. Examinemos ahora las diferentes partes del motor con detalle.

Bloque de Cilindros del Motor � El bloque de cilindros forma el armazón básico del motor. En los motores refrigerados por aire , los cilindros suelen constituir partes 2 separadas. Otras partes del motor están fijadas o ensambladas en el. El bloque esta fundido en una sola pieza de hierro colado o hierro aleado con otros metales como (Níquel o Cromo). Algunos bloques están fabricados con aluminio.

� El bloque contiene no solo los cilindros sino también las camisas de agua que lo rodean. En los bloques de aluminio se emplean manguitos de cilindros de hierro fundido o acero. Estos metales tienen la propiedad de desgastarse menos que el aluminio y pueden soportar los efectos de desgaste a que están sometidos por el movimiento de los pistones y los aros o segmentos de cilindros. En la mayoría de los motores se ha encontrado que el hierro fundido constituye un material satisfactorio para las paredes del cilindro, pero en algunos pequeños motores estas partes están revestidas de cromo, que es un metal muy duro, que reduce el desgaste en las paredes del cilindro prolongando la vida útil del motor.

� Los bloques de motor de culata en L contienen los conductos para las válvulas y las Lumbreras. La parte inferior del bloque soporta al cigüeñal (con los cojinetes principales o de bancada y los sombreretes de los cojinetes) y también el Carter de aceite. En la mayoría de motores el cigüeñal esta soportado en el bloque de cilindros por manguitos de ajuste en agujeros maquinados en el bloque (en algunos motores, los menos, el cigüeñal está situado en la cabeza o culata de cilindros.

Culata La culata o cabeza de cilindros suele estar fundida en una pieza de hierro, de hierro aleado con otros metales o de aleación de aluminio. El aluminio tiene la ventaja de aunar la ligereza con una mayor conductividad térmica. Es decir, una culata de aluminio tendera a permanecer más fría en funcionamiento, a igualdad de los otros factores. Hay dos tipos de culata, la de cabeza en L y la de cabeza en I. � Culata en L: esta es la relativamente sencilla. Contiene cámaras de agua para el enfriamiento; en el motor montado, estas cámaras de agua están conectadas a las camisas de agua del bloque de cilindros a través de aberturas. Están dispuestas en ella los agujeros para las bujías, así como las concavidades en que las válvulas pueden moverse y abrirse. �

� Culata en I: esta es algo más complicada, ya que debe incluir además de las otras características mencionadas para la culata en L, las válvulas y los mecanismos que accionan a estas.

Juntas � La junta entre el bloque de cilindros y la culata debe ser hermética y capaz de soportar la presión y el calor desarrollado en las cámaras de combustión. El bloque y la culata no pueden ser mecanizados o maquinados con suficiente lisura para obtener un cierre adecuado. Por esto se utilizan las juntas.

Carter de aceite � El cárter de aceite suele ser de acero forjado. Ordinariamente contiene de 5 a 9 cuartos (4. 7 a 8. 5 litros) de aceite, dependiendo del diseño del motor. El cárter de aceite, y la parte inferior del bloque se cilindros se llaman, conjuntamente, cárter del cigüeñal e incluyen, o alojan, el eje cigüeñal. la bomba de aceite del sistema lubricante extrae aceite del motor. El aceite escurre y entra en el cárter. Así hay circulación constante de aceite entre el cárter y las partes móviles.

Colector de escape � El colector de escape consiste esencialmente en un tubo para la salida de los gases quemados en los cilindros del motor. El colector de escape está fijado a la parte lateral del bloque en los motores de culata en L y a la parte de la culata en los motores de culata en I. en los motores v 8 hay dos colectores de escape, uno para cada campo de cilindros. Están conectados por una cruceta tubular y salen a través de un tubo de cola y un silenciador, común para ambos colectores. En otros, cada colector está conectado a un tubo de escape independiente, un silenciador y un tubo de cola.

Colector de escape

Colector de admisión � El colector de admisión consiste esencialmente en un tubo, o varios tubos, que sirven para el transporte de la mezcla de aire y gasolina desde el carburador hasta las aberturas de las válvulas de admisión del motor. El carburador se monta en el colector de admisión. A su vez este está montado en la cara o superficie del bloque de cilindros en los motores de culata en L y en la superficie de la culata en los motores de culata en I. en los motores v-8 el colector de admisión está situado entre los dos campos de cilindros.

Colector de admisión

Cigüeñal � El cigüeñal es una pieza fundida o forjada, de acero aleado y sometida a tratamiento térmico, de considerable resistencia mecánica. Debe ser suficientemente fuerte para empujar los pistones durante el tiempo de potencia sin deformación excesiva. Además debe estar cuidadosamente equilibrado para eliminar cualquier vibración que resulte del paso de los codos o muñequillas desequilibrados. Para obtener el equilibrio, los cigüeñales tienen contrapesos opuestos a los codos. En ellos hay perforados pasajes de aceite por los cuales puede circular el aceite desde los cojinetes de bancada a los cojinetes de biela.

Cigüeñal

Amortiguador de vibración � Los impulsos de potencia tienden a crear una vibración torsional en el cigüeñal. Cuando el pistón se desplaza en su carrera de potencia, empuje, a través de la biela, a un perno de biela con una fuerza que puede exceder de 2. 000 kilogramos. Esta fuerza tiende a retorcer la manivela antes que el resto del cigüeñal. Un momento después la fuerza contra la manivela desaparece. La manivela tiende a destorcerse o desplazarse hacia atrás hasta su posición original en relación con el resto del cigüeñal. Esta torsión y distorsión, repetida en cada impulso de potencia tiende a crear un movimiento oscilatorio en el cigüeñal.

Amortiguador de vibración

Cojinetes del motor � Los cojinetes están instalados en varios sitios del motor en que hay partes sometidas a movimiento relativo. Estos cojinetes se llaman de manguito a causa de que tienen la forma de manguitos que se adaptan alrededor del gorrón o eje. Los cojinetes de biela y de bancada (o principales) son del tipo partido, o de dos secciones. En los cojinetes de bancada, la mitad superior está instalada en el agujero del bloque de cilindros. La mitad inferior esta soportada por un sombrerete. En los cojinetes de la cabeza de biela, la mitad superior está instalada en la biela y la mitad inferior en el sombrerete de biela. El cojinete de biela (o de perno de pistón) montado en el extremo pequeño de la biela es del tipo enterizo de casquillo y no esta dividido.

Lubricación de los cojinetes � Como ya hemos dicho, el rozamiento o fricción viscosa hace que los gorrones transporten el aceite alrededor del cojinete; la carga del gorrón es soportar por capas de aceite. El gorrón debe ser diámetro menor que el cojinete de modo quede un espacio (llamado espacio de aceite) entre los dos. En el motor el aceite circula en este espacio. El sistema lubricante alimenta constantemente de aceite al cojinete. El aceite entra por el agujero de engrase y llena las ranuras de engrase del cojinete. Desde aquí el gorrón lo transporta periféricamente a todas las partes del cojinete. El aceite produce su efecto en los bordes exteriores del cojinete. Desde aquí es expulsado vuelve al cárter de aceite. El aceite devuelto lubrica otras partes del motor, tales como las paredes del cilindro, los pistones y los segmentos del pistón.

Espacios de aceite de los cojinetes � Cuanto mayor sea el espacio de aceite más rápidamente circulara el aceite por los cojinetes. La distancia correcta para este espacio de aceite varia algo con los diferentes motores, pero un valor típico es 0, 0015 pulgadas (0, 038 mm). Cuando la holgura es mayor (debido al desgaste del cojinete, por ejemplo), la cantidad de aceite que circula aumenta. Con una holgura de 0, 003 pulgadas (solo el doble de 0, 0015) la circulación de aceite aumenta tanto como cinco veces. Una holgura de 0, 006 pulgadas (0, 16 mm) permite que la cantidad de aceite circulante despedido sea 25 veces mayor.

Tipos de cojinetes del motor � Los primeros motores y algunos modelos de motores para servicio pesado utilizan cojinetes de fundición. Este cojinete se prepara ajustando un molde del diámetro del gorrón dentro del contra taladro y vertiendo el material derretido en el fondo del cojinete. Luego se raspa y alisa el cojinete resultante para obtener la holgura y el ajuste final.

Requisitos de los cojinetes � Los cojinetes deben ser capaces de realizar otras funciones además de soportar las cargas impuestas sobre ellos, como se indica a continuación: 1. Capacidad de carga. Los motores modernos son más ligeros y más potentes. Tienen altas relaciones de compresión, lo que impone mayores cargas a los cojinetes. Solo hace unos años, las cargas eran de 1. 600 a 1. 800 psi (112, 5 a 126, 5 kg/cm 2). Actualmente las cargas de los cojinetes de biela de 2. 800 psi (195 kg/cm 2) no son inusitadas.

o Resistencia a las fatigas. Cuando un trozo de metal es repetidamente sometido a esfuerzos de flexión tiende a endurecerse y finalmente a romperse. Esto es lo que se llama fallo de fatiga. Doblando repetidamente un trozo de hilo o una chapa metálica se demuestra la rotura por fatiga. Los cojinetes están sometidos a varias cargas, y así son repetidamente sometidas a esfuerzos. El material del cojinete debe ser capaz de soportar estas cargas variables sin fallo por fatiga. 1. Embebilidad. Este término se refiere a la aptitud de un cojinete para permitir que partículas extrañas se embeban en el. Las partículas de polvo y suciedad entran en el cojinete a pesar del limpiador de aire y filtro de aceite. Algunas de estas partículas permanecen dentro de los cojinetes y no son desalojadas por el aceite.

� Conformabilidad. Esta propiedad está asociada con la embebilidad. se refiere a la aptitud del material del cojinete para adaptarse a las variaciones de la alineación del eje y de la forma del gorrón. Por ejemplo, supongamos que un gorrón de eje esta ligeramente ahusado. El cojinete estará más pesadamente cargado debajo del diámetro mayor. Si el material del cojinete tiene alta Conformabilidad, fluirá ligeramente cargadas. Así se redistribuye el material del cojinete de modo que este queda más uniformemente cargado. Una acción análoga tiene lugar cuando son embebidas partículas extrañas en el cojinete. Estas se desplazan entonces en el material produciendo puntos de alta carga local. Sin embargo, con la alta Conformabilidad, el material fluye de estos puntos y tiende a excitar la pesada carga que podría originar el fallo del cojinete.

Materiales de los cojinetes � Los núcleos suele ser de acero. El material de revestimiento es una aleación de varios metales que proporciona la combinación de características deseadas. Metales como cobre, plomo, estaño, mercurio, antimonio, cadmio y plata son los que se utilizan. Son posibles muchas combinaciones. Cada ingrediente o metal proporciona ciertas propiedades. El proyectista del motor selecciona la combinación de ingredientes que mejor se adapta al motor.