ELEMENTOS DEL MOTOR DE COMBUSTION INTERNA DE PISTÓN

EN EL MOTOR SE TIENEN PIEZAS O ELEMENTOSESTÁTICOS: LA CULATA, EL BLOQUE Y EL CÁRTER O DEPÓSITO DE ACEITE

ELEMENTOS ANIMADOS DE MOVIMIENTO:

EL GRUPO DE PISTÓN-BIELA-MANIVELA, LOS ELEMENTOS DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN, ETC.

EL BLOQUE DE CILINDROS

CUERPO DEL MOTOR: FUNCION; ESFUERZOS QUE SOPORTA; MATERIAL DE FABRICACION; PROCESO DE FABRICACION

FUNCION

PAREDES INTERNAS DEL BLOQUE SIRVEN DE GUÍA EN EL DESPLAZAMIENTO DEL PISTÓN ENTRE LOS PUNTOS MUERTOS.

EL CILINDRO TRABAJA EN CONDICIONES DE VARIACIONES DE PRESIÓN EN EL ESPACIO BAJO EL PISTÓN

VAN MONTADOS TODOS LOS ELEMENTOS QUE PERMITEN OBTENER TRABAJO MECÁNICO A PARTIR DE UN COMBUSTIBLE LÍQUIDO Y SIRVE DE APOYO PARA LAS PIEZAS DE LOS DIFERENTES SISTEMAS DEL MOTOR.

LAS PAREDES INTERIORES ESTÁN EN CONTACTO CON LAS LLAMAS Y LOS GASES CALIENTES QUE ALCANZAN TEMPERATURAS ENTRE 1500 Y 2500 GRADOS CENTÍGRADOS ESFUERZOS TERMICOS

ESFUERZOS QUE SOPORTA

DESPLAZAMIENTO CON FRICCIÓN DEL PISTÓN Y SUS COMPONENTES (ANILLOS) ALCANZA VELOCIDADES DE 12 A 15 METROS POR SEGUNDO, CON UNA LUBRICACIÓN DEFICIENTE ESFUERZO DE ROZAMIENTO

VIBRACIONES DURANTE EL FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR

CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES UTILIZADOS PARA LA FABRICACION

DEBE POSEER UNA ALTA RIGIDEZ Y RESISTENCIA MECÁNICA

PAREDES DEL CILINDRO DEBEN TENER GRAN RESISTENCIA AL

DESGASTE, AUN CON UNA LUBRICACIÓN DEFICIENTE

GRAN RESISTENCIA PARA OTROS TIPOS DE DESGASTE (ROZAMIENTO, CORROSIÓN Y DIFERENTES FORMAS DE EROSIÓN), LOS CUALES ACORTAN LA VIDA ÚTIL DEL MOTOR.

DEBE TENER BUENAS PROPIEDADES PARA LA FUNDICIÓN Y QUE PERMITA SU FÁCIL ACABADO EN LAS MAQUINAS HERRAMIENTAS

LA FUNDICIÓN PERLÍTICA CON ALGUNOS ELEMENTOS ALEATORIOS (NÍQUEL, CROMO Y OTROS).FUNDICIÓN DE ALTA ALEACIÓN, ACEROSALEACIONES DE ALUMINIO

ACERO O LA FUNDICIÓN DE ALTA ALEACIÓN DE TIPO AUSTENÍTICO CON UN CONTENIDO DE 14%-15% DE NÍQUEL, 6%-7% DE COBRE Y 2%-4% DE CROMO.

MATERIAL QUE GENERALMENTE SE UTILIZA PARA LA FABRICACIÓN DE LOS BLOQUES ES:

ESTE TIPO DE FUNDICIÓN SE DIFERENCIA DE LA DE TIPO PERLÍTICO EN QUE TIENE UN ALTO GRADO DE RESISTENCIA A LA CORROSIÓN, BUENA RESISTENCIA AL DESGASTE CON UNA LUBRICACIÓN DEFICIENTE Y OTRAS PROPIEDADES POSITIVAS.

CON EL FIN DE DISMINUIR AL MÍNIMO LAS PÉRDIDAS POR FRICCIÓN Y GARANTIZAR UNA HERMETICIDAD COMPLETA DE LA CAVIDAD DENTRO DEL CILINDRO, LA SUPERFICIE INTERIOR DE LOS CILINDROS SE MAQUINA CON UN ELEVADO GRADO DE ACABADO, DEJANDO UNA SUPERFICIE COMPLETAMENTE PULIMENTADA LLAMADA DE ESPEJO.

LOS BLOQUES DE ALEACIÓN DE ALUMINIO, EN SU PARED INTERIOR POR LO GENERAL SE RECUBREN CON UN CAPA DE CROMO POROSO CON UN ESPESOR QUE VA DESDE 0.1 MM HASTA 0.15 MM. LA CAPA DE CROMO POROSO PRESENTA UNA SUPERFICIE ACANALADA QUE FAVORECE NOTABLEMENTE LA ADHERENCIA DE LA CAPA DE LUBRICANTE Y, ADEMÁS, TIENE UNA GRAN RESISTENCIA AL DESGASTE.

EL CÁRTER SIRVE DE APOYO A LOS CILINDROS Y ENCIERRA LOS DEMÁS ÓRGANOS DEL MOTOR, A LOS QUE PROTEGE DEL POLVO Y DEL AGUA, UNIENDO AL BASTIDOR O CHASIS DEL VEHÍCULO POR VARIOS PUNTOS. ES COMO UNA TAPA DE LA PARTE INFERIOR DEL MOTOR

EL CÁRTER ESTA DIVIDIDO EN DOS PARTES A SABER:

CARTER SUPERIORCARTER INFERIOR

Cárter Superior O Bancada. Este cárter superior en la actualidad se funde en una sola pieza con el bloque. El cárter superior lleva los cojinetes de apoyo del cigüeñal, el cual queda colgado de aquel, y es la pieza por donde se apoya el conjunto motor (planta motriz) en el chasis del vehículo

CÁRTER SUPERIOR O BANCADA

Cárter Inferior. El cárter inferior sirve de depósito de aceite para el sistema de lubricación. Lleva una junta interpuesta entre este y el bloque, la cual asegura el estancamiento y la hermeticidad. Posee un tapón de roscado en la parte mas baja, por medio del cual se saca el aceite cuando se requiere vaciarlo para el cambio o desarmado.

Se fabrica generalmente en lámina o una aleación de aluminio. También sirve de protección de los mecanismos del motor por su forma y ubicación.

Según la utilización del cárter se tienen dos tipos:

cárter seco, cuando el depósito de aceite se encuentra en otro sitio, cuando se utiliza para llenarlo con el aceite de lubricación.

Para poder lubricar el motor se necesita del funcionamiento de una bomba que lo lleve a los ductos. Para los motores con refrigeración por intermedio del aire, el cárter esta dotado de aletas para mejorar y aumentar el área de refrigeración.

La diferencia básica con el sistema de carter húmedo es que en el segundo existe lubricación por salpicadura debida al movimiento del cigüeñal

Generalmente esta tapa esta provista de aletas en su parte externa y se emplean para mantener el aceite a una buena temperatura de funcionamiento, que oscila generalmente entre los 80°C y los 90°C.

Así mismo, para los motores de vehículos (no motores estacionarios) en su parte interior debe estar provisto de un sistema conocido como rompe olas, el cual consiste en una o unas placas transversales que evitan que el aceite se acumule en los extremos cuando el motor se inclina y provoque una deficiencia del mismo.. En conjunto con el cárter en la parte inferior del motor también se encuentran el cigüeñal, los casquetes y el volante de inercia entre otros elementos.

CULATA – CABEZA O TAPA DE CILINDROS

ELEMENTO DEL MOTOR QUE VA MONTADO EN LA PARTE SUPERIOR DEL BLOQUE Y CUBRE LOS CILINDROS FORMANDO, LA CÁMARA DE COMPRESIÓN O DE COMBUSTION CON LA CABEZA DEL PISTÓN Y ES MECANIZADA PARA PERMITIR UN ACOPLE HERMÉTICO CON EL BLOQUE DE CILINDROS.

DEFINICIONES

2. CÁMARA DE COMBUSTIÓN: ESTA CÁMARA ES DONDE LA MEZCLA DE AIRE-COMBUSTIBLE ES QUEMADA Y DONDE LAS BUJÍAS DE ENCENDIDO INFLAMAN LA MEZCLA AIRE-COMBUSTIBLE ADMITIDA AL CILINDRO

3. ORIFICIOS DE ADMISIÓN Y ESCAPE: ESTOS SON CONDUCTOS A TRAVÉS DE LOS CUALES LA MEZCLA AIRE-COMBUSTIBLE ES ENTREGADA AL CILINDRO Y A TRAVÉS DE LOS CUALES LOS GASES DE ESCAPE SON EXPULSADOS DESDE LOS CILINDROS. ESTOS SE ABREN Y CIERRAN POR LAS RESPECTIVAS VÁLVULAS.

CAMISA DE AGUA Y GALERÍA DE ACEITE: ESTAS PROVEEN CONDUCTOS PARA EL REFRIGERANTE Y ACEITE DEL MOTOR ALREDEDOR DE LAS CÁMARAS DE COMBUSTIÓN PARA ENFRIARLAS.

TALADROS ALREDEDOR DE LOS ASIENTOS DE VÁLVULAS, ESPECIALMENTE DE LA DE ESCAPE, PARA PODER REFRIGERARLAS Y MANTENER SU TEMPERATURA DENTRO DE LÍMITES ESPECIFICADOS.

SE FIJA AL BLOQUE POR MEDIO DE TORNILLOS O ESPÁRRAGOS.

LOS TORNILLOS PARA LA SUJECIÓN DE LA CULATA ESTÁN FABRICADOS, POR LO GENERAL DE ACERO MEJORADO, PUESTO QUE DEBEN SOPORTAR LAS ELEVADAS PRESIONES DE LOS GASES DE LA COMBUSTIÓN

CUANDO EL MOTOR ES DE VÁLVULAS EN LA CULATA,SE ALOJAN LAS VÁLVULAS CON SUS ASIENTOS, GUÍAS Y RESORTES. EN LOS COSTADOS SE MONTAN LOS COLECTORES O MÚLTIPLES DE ADMISIÓN Y DE ESCAPE

EN LA PARTE SUPERIOR VA MONTADO EL MECANISMO DE LOS BALANCINES ENCARGADO DE ABRIR Y CERRAR LAS VÁLVULAS DE LOS DIFERENTES CILINDROS EN SU MOMENTO OPORTUNO

VISTA INFERIOR DE LA CULATA

VISTA SUPERIOR DE LA CULATA

VALVULA DE ADMISION

VALVULA DE ESCAPECAMARA DE COMBUSTION

OTROS ELEMENTOS QUE FORMAN PARTE DE LA CULATA

DE ACUERDO A LO EXPUESTO ANTERIORMENTE, LA CULATA TENDRÍA LAS SIGUIENTES FUNCIONES A CUMPLIR:

1. CUBRIR LOS CILINDROS DEL MOTOR2. ALOJAR EL MECANISMO DE VÁLVULAS3. FORMAR LA CÁMARA DE COMPRESIÓN CON LA CABEZA DEL PISTÓN4. PERMITIR LA ADMISIÓN DE LA MEZCLA AIRE COMBUSTIBLE ( O AIRE PURO SI SE TRATA DE UN MOTOR DIESEL)5. PERMITIR LA EXPULSIÓN DE LOS GASES

6. PERMITIR LA LUBRICACIÓN

7. PERMITIR LA REFRIGERACIÓN

8. SOPORTAR VARIOS ACCESORIOS DEL MOTOR9. DISIPAR RÁPIDAMENTE LA MAYOR CANTIDAD DE CALOR10. ALOJAR LAS GUÍAS DE VÁLVULAS11. ALOJAR BUJÍAS O INYECTORES12. ALOJAR ASIENTOS DE VÁLVULAS

CONSTRUCCIÓN DE LA CULATA

OBJETIVOS AL DISEÑAR LA CULATA

BUEN RENDIMIENTOPOCA

CONTAMINACIONBAJO COSTO DE

PRODUCCION

NO COMPATIBLES

Introducción de normas Anticontaminación

Cada vez más rigurosas

sacrificar el rendimiento y el valor de

la potencia máxima

SIN EMBARGO

EN GENERAL, SE ESTUDIAN LA FORMA Y LA INCLINACIÓN DE LOS CONDUCTOS DE ADMISIÓN Y DE ESCAPE DE FORMA QUE SE CREE LA MAYOR TURBULENCIA INDUCIDA EN LA CÁMARA DE COMBUSTIÓN, SIN DISMINUIR LA VELOCIDAD DE LA CARGA Y, POR TANTO, EL RENDIMIENTO VOLUMÉTRICO. EN PARTICULAR, LA SECCIÓN TRANSVERSAL DE LOS CONDUCTOS DEBE CONSERVARSE CONSTANTE DURANTE TODA SU LONGITUD O, COMO MÁXIMO, CON PEQUEÑAS CONICIDADES.

La culata está sometida a una elevada solicitación térmica como consecuencia de las elevadas temperaturas que se generan con la combustión,

Existen dos tipos de culatas según el sistema de refrigeración que utilice el motor: culatas refrigeradas por agua y culatas refrigeradas por aire.

ESFUERZOS QUE SOPORTA LA CULATA

Una culata debe ser resistente a la presión de los gases, poseer buena conductividad térmica, ser resistente a la corrosión y poseer un coeficiente de dilatación exactamente igual al del bloque de cilindros.

Los motores diesel pueden venir equipados con una sola culata fundida en una sola pieza, con una culata para cada grupo de dos o tres cilindros. La culata tiene una gran responsabilidad en la generación de la potencia del motor, ya que cuan esta desajustada y maltratada la combustión de los gases es muy débil, generándose por consiguiente una pérdida de potencia.

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.