culata-mecanismo de valvulas-balancin y arbol de levas

Culata – Mecanismo de Válvulas – Balancín y Árbol de Levas

Inspección a Motores Diesel

1. VALVULAS 1.1 FUNCION • Las válvulas permiten la entrada del aire y el escape de los gases de la

cámara de combustión. • El asiento de las válvulas contra la superficie de los asientos

correspondientes sella la cámara de combustión. • Transmite el calor de la combustión al aceite lubricante y al elemento

enfriador a través de las guías de los asientos y las paredes de la culata. 1.2 PARTES DE VALVULA

Figura 1. Partes de la Válvula

1.3 CLASIFICACION DE LAS VALVULAS 1.3.1 SEGÚN SU FUNCION Válvulas de admisión. Válvulas de escape



1.3.2 FORMAS DE REFRIGERARSE Algunas válvulas para ayudar a su enfriamiento y prolongar su duración se utilizan válvulas enfriadas por sodio, que tienen vástago hueco lleno parcialmente con sodio metálico.

Figura 2. Válvula rellena de Sodio.

PRECAUCION : la válvula rellena de sodio no debe golpearse porque su contenido es explosivo al contacto con el aire, y puede ocasionar quemaduras en la piel. 1.3.3 SEGÚN LA FORMA DE LA CABEZA

- cabeza plana - cabeza cóncava - cabeza convexa o en forma de hongo



1.4 TEMPERATURA ALCANZADA EN UNA VALVULA DE ESCAPE

Figura 3. Temperaturas alcanzadas por una Válvula.

Las válvulas de escape se ven sometidas a temperaturas más altas que las válvulas de admisión 1.5 SERVICIO A LAS VALVULAS

Figura 4. Tipos de averiamientos de la válvula.



Las válvulas se deben inspeccionar y medir para verificar si están dañadas o desgastadas. El desgaste del vástago se mide con un micrómetro en el área de contacto con la guía de la válvula. El máximo desgaste por lo general ocurre en esta área y el valor no debe exceder las especificaciones del catalogo. Una válvula doblada tiene una cabeza inclinada en un ángulo recto desde el vástago de la válvula. El doblez ocurre general mente entre él arrea de la cabeza y el área de contacto de la guía. Después de una buena inspección, se deben llevar las válvulas que lo necesiten a un reacondicionamiento en lugares recomendados, que tengan la maquinaria necesitada para este fin. . 1.6 AJUSTE DE HOLGURA DE VÁLVULAS También se llama ajuste de luz de las válvulas, el ajuste de la holgura entre la punta del vástago y su balancín; se debe mantener un pequeño espacio libre para permitir la dilatación. La holgura de válvulas se comprueba y ajusta con las válvulas en su posición de cerradas por completo; el ajuste se realiza con calibrador de hojas, para ajustar la holgura, se afloja la contratuerca y se gira el tornillo de ajuste hasta tener la holgura correcta y se aprieta la contratuerca. La válvula debe estar cerrada por completo para este ajuste.

Figura 5. Ajuste de Holgura de las válvulas.



1.7 HERRAMIENTAS NECESARIAS

• llave adecuada o alicate • juego de galgas • destornillador

NOTA : calibrar con exactitud, con la misma medida del catalogo. 1.8 TRASLADO O BARRIDO DE VALVULAS

El traslapo o barrido es la acción de sacar los gases de escape del cilindro. La

acción de aire de admisión ayuda a expulsar los gases de escape del cilindro y

ayuda en el barrido.

Figura 6. Esquema de Barrido de un motor Diesel.

Escape

EXPANSIÓN

BARRIDO

AAA

RCA AAE

RCE

PMS

PMI

Admisión

Compresión



En un motor de cuatro tiempos, las válvulas de admisión y escape no abren y cierran justo en el momento en que el pistón se encuentra en el PMS o en el PMI, tal como se explica en el funcionamiento teórico de un motor. En realidad la válvula de admisión empieza a Abrir ANTES De que el pistón alcance el PMS. Esto permite beneficiarse de la inercia de los gases aspirados y conseguir llenar más el cilindro así como limpiar los gases quemados. Esto es lo que se denomina Avance a la Apertura de la Admisión AAA. Cuando el pistón llega al PMI en su carrera descendente, la inercia de los gases que están entrando en el cilindro sigue introduciéndolos aun cuando el pistón ya inicia su ascenso en la carrera de compresión. Por ello, si la válvula de admisión se cerrara exactamente en el PMI, el cilindro no se llenaría tanto. Conviene pues, cerrar la válvula de admisión en plena carrera ascendente de compresión; es lo que se conoce por Retardo al Cierre de Admisión RCA. La válvula de escape tampoco se abre en el PMI exactamente, sino bastante antes; pues como tampoco puede abrirse de una forma instantánea, si al iniciar el pistón su carrera ascendente de escape no estuviera parcialmente abierta la válvula de escape, se originarían fenómenos de choque por los gases procedentes de la combustión. Este adelanto se llama Avance a la Apertura del Escape AAE. Cuando el pistón alcanza nuevamente el PMS después de su carrera ascendente de escape, los gases continúan saliendo del cilindro, por lo que conviene cerrar la válvula de escape un poco después de que el pistón haya vencido el PMS, de esta manera se facilita la total evacuación de los gases quemados, con lo que el cilindro queda más limpio y por lo tanto tiene una mejor calidad la mezcla. Esto es lo que llamamos Retardo al Cierre de Escape RCE. Al instante en que las válvulas de admisión y de escape permanecen abiertas se denomina cruce de válvulas; es el momento en que la válvula de escape termina de cerrarse y empieza a abrir la de admisión. Cuándo en uno de los cilindros se produce el cruce, el émbolo está en el PMS, cambiando del tiempo de escape al de admisión; simultáneamente hay otro cilindro también con el émbolo en el PMS que ha finalizado la compresión y tiene las dos válvulas cerradas.

AAE: AVANCE – APERTURA – ESCAPE

AAA: AVANCE – APERTURA – ADMISIÓN

RCA: RETRASO – CIERRE – ADMISIÓN

RCE: RETRASO - CALIBRE - ESCAPE



ADMISIÓN: AAA+180°+RCA

COMPRESIÓN:180°-RCA

EXPANSIÓN:180°-AAE

ESCAPE: 180°+AAE+RCE

BARRIDO O TRASLAPO: AAA+RCE

1.9 FUNCIONAMIENTO DEL MECANISMO DE VALVULAS Al girar el eje de levas, el saliente de levas comienza a levantar el impulsor, el cual transmite movimiento al vástago de la válvula, venciendo la resistencia del resorte para permitir la salida de gases, al continuar la leva su giro hace retornar la válvula a su asiento, sellando el paso de gases.

Figura 7. Funcionamiento del mecanismo de una Válvula.



1.10 METODOS PARA CALIBRAR VALVULAS

DIVISION DE POLEA Cuatro cilindros Para motores de 4 cilindros se colocan las marcas del bloque que coincidan con las de la polea y se calibran las válvulas del pistón 1, después se gira media vuelta y se calibran las válvulas del pistón 3, y así sucesivamente según el orden de encendido (1, 3, 4,2).

Seis cilindros Para motores de 6 cilindros se divide la polea en tres partes luego se colocan las marcas del bloque que coincidan con las de la polea y se calibran las válvulas del pistón 1, después se gira 120 grados y se calibran las válvulas del pistón 5, y así sucesivamente según el orden de encendido(1,5,3,6,2,4).

Ocho cilindros Para motores de 8 cilindros se divide la polea en cuatro partes luego se colocan las marcas del bloque que coincidan con las de la polea y se calibran las válvulas del pistón 1, después se gira 90 grados y se calibran las válvulas del pistón 8, y así sucesivamente según el orden de encendido(1,8,4,3,6,5,7,2).

Figura 8 Relación de Calibración y Numero de cilindros.

REGLA DEL CINCO Para motores de cuatro cilindros. Empalme valvular. Calibrar. 4…………………….……………………………………….1 2……………………………………………………………. 3 1……………………………………………………………. 4 3……………………………………………………………. 2



REGLA DEL SIETE Para motores de seis cilindros. Empalme valvular. Calibrar. 6 1 2 5 4 3 1 6 5 2 3 4

METODO RAPIDO CUATRO CILINDROS Se coloca en tiempo el pistón 1 y se calibran las válvulas. 1 2 4 5 Seda una vuelta y se coloca en tiempo el pistón 4 y se calibran las válvulas. 3 6 7 8 METODO RAPIDO SEIS CILINDROS Se coloca en tiempo el pistón 1 y se calibran las válvulas. 1 2 3 6 7 10 Se da una vuelta y se coloca en tiempo el pistón 6 y se calibran las válvulas. 4 5 8 9 11 12

2. GUIAS DE VALVULAS 2.1 FUNCIONES

• Lubrica y guía el vástago de la válvula. • Transmite el calor de las válvulas al lubricante.

2.2 SERVICIO A LAS GUIAS DE VALVULAS Como comprobación del desgaste aproximado, las guías se pueden probar con una válvula nueva. El vástago de la válvula debe tener ajuste deslizable libre en la guía, sin juego excesivo. La holgura entre el vástago y la guía es de alrededor de 0.1 mm. Las válvulas de escape suelen tener una holgura un poco mayor que las de admisión



Reemplazo de guías de válvulas. Las guías de válvulas se expulsan de la culata con un extractor o con una prensa. Las guías nuevas deben tener un ajuste de interferencia de 0.1mm en la culata. Las guías se deben instalar con un instalador o con una prensa en la culata de modo que sobresalga la misma distancia que la de las guías originales. Después de instalar, hay que escariar ligeramente las guías a fin de tener la holgura correcta para el vástago de la válvula. Guías integrales para válvulas. En algunos motores, las guías de válvulas son integrales de fundición en la culata; este tipo de guías no se puede reemplazar, pero se puede escariar a un tamaño mas grande para instalar la válvula con vástago de sobre medida para restaurar la holgura entre el vástago y la guía.



2.3 MEDICIONES A LAS VALVULAS A. Distancia desde el tope de la guía de la válvula hasta el fondo del receso del

resorte. B. diámetro interior de la guía de válvula C. diámetro exterior de la guía de válvula D. longitud de la válvula E. altura de guía F. diámetro del vástago de la válvula G. profundidad del inserto del asiento de válvula H. ángulo de la cara de válvula I. diámetro de la cabeza de válvula J. ancho del asiento de válvula K. diámetro del inserto de asiento de válvula L. receso de la cabeza de la válvula, desde la cara de la culata de cilindro M. diámetro de la garganta de válvula N. ángulo del inserto de asiento de válvula



2.4 ASENTAMIENTO DE VALVULAS Una vez que las válvulas y los asientos están rectificados, hay que asentar las válvulas contra sus asientos: 1 Aplíquese una pequeña cantidad de pasta abrasiva fina con uniformidad

en la cara de la válvula. 2 Coloque la válvula en su guía y por medio del asentador o molinillo gire la

válvula en su asiento unos cuantos grados cada vez, con una ligera presión.

3 Hay que levantar la válvula con el asentador con frecuencia y girarla a otro lugar en su asiento y continuar el asentamiento.

4 Asiéntese la válvula en esta forma hasta que se obtenga una marca continua, pero estrecha, del abrasivo en el asiento y en la cara.

5 Límpiese con todo cuidado los residuos de la pasta abrasiva en el asiento y la válvula.

3. RESORTES DE VALVULAS 3.1 FUNCIONES • Controla la presión del sellado al regresar la válvula a su asiento. • Mantiene la alineación de la válvula a través de la estabilidad de las cuñas

en el reten del resorte. 3.2 TIPOS • Simétricos • Asimétricos NOTA : los resortes asimétricos de mayor numero de espiras en el montaje van hacia la culata 3.3 PRUEBAS Y VERIFICACIONES A LOS RESORTES DE VALVULA 3.3.1 PRUEBA DE PERPENDICULARIDAD Se necesita una escuadra, con la cual comprobamos que no existan mas de 2mm de desviación.



Figura 9. Prueba de Perpendicularidad del resorte.

3.3.2 PRUEBA DE LONGITUD COMPRIMIDO

• Utilizamos un compresometro con el cual medimos primero la longitud libre y después la longitud del resorte comprimido 1cm..

3.3.3 EXTRACTOR DE RESORTE

Figura 10. Prueba de longitud del resorte.



Figura 11. Prueba de Presión del resorte



Figura 12. Calibración del resorte en la culata. 3.4 COMPRESOMETRO DE RESORTE 3.4.1 SEGUIDORES DE LEVA – TAQUES - LEVANTAVALVULAS

Figura 13. Levantaválvulas. Función Articular árbol de levas y la varilla impulsora 3.4.2 TIPOS 3.4.2.1 HIDRAULICO Funciona silenciosamente, puesto que en ningún momento permite que exista golpeteo por tolerancia o juego de válvulas. Cualquier expansión producida en



la válvula por el aumento de temperatura del motor se compensa por la acción hidráulica del alza válvulas. Cuando la válvula del motor esta cerrada, el alza válvula descansa sobre el talón de la leva y la varilla de empuje en su posición más baja, cuando el taque esta en posición, el resorte del pistón se expande y fuerza este hacia arriba.

Figura 14. Partes del alzaválvulas hidráulico. 3.4.2.2 HIDRAULICO TIPO DISCO La alta presión del aceite sobre la válvula de disco hace que esta se abra y el aceite entonces llena el espacio debajo del pistón, igualando las presiones del disco a cada lado de la válvula Al disminuir la presión del aceite debajo del pistón se abre la válvula de disco y la cámara se llena de nuevo con aceite del conducto principal y este ciclo se repite a cada vuelta del cigüeñal.



Figura 15. Alzaválvulas Hidráulico tipo disco.

3.4.2.3 TIPO BOLA

Figura 16. Alzaválvulas Hidráulico tipo bola.

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