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GERENCIA REGIONAL DE EDUCACIÓN LA
LIBERTAD
CETPRO
CENTRO DE EDUCACIÓN TECNICO
PRODUCTIVA
ITM
INVESTIGACIÓN Y TECNOLOGÍA MECÁNICA
FAMILIA PROFESIONAL MECANICA Y
MOTORES
MONOGRAFÍA
FUNCIONAMIENTO DE LA REUSABILIDAD DEL
MECANISMO PISTON, VIELA Y CIGÜEÑAL DE LOS
MOTORES DIESEL
PRESENTADO POR
JUAN CLEVER PAYAJO ARANDA
PARA OPTAR EL TITULO DE
TECNICO EN MECANICA DE EQUIPO PESADO
TRUJILLO – PERÚ
2013
DEDICATORIA
A Dios por brindarme la oportunidad y la dicha de la
vida, al brindarme los medios necesarios para continuar
mi formación laboral, y siendo un apoyo incondicional
para lograrlo ya que sin él no hubiera podido.
A mis padres, dedicarle este presente documento quien
permanentemente me apoyo con su espíritu alentador,
contribuyendo incondicionalmente a lograr mis metas y
objetivos propuestos y que al brindarme con su ejemplo a
ser perseverante y darme la fuerza que me impulsó a
conseguirlo.
AGRADECIMIENTO
La presente Monografía es un esfuerzo en el cual, directa o
indirectamente, participaron varias personas
Leyendo, opinando, corrigiendo, teniéndome paciencia,
dando ánimo, acompañando en los
Momentos de crisis y en los momentos de felicidad.
A mis padres que me acompañaron en esta aventura que
significó culminar mi carrera y
Que, de forma incondicional, entendieron mis malos
momentos. A mi padre, que
A pesar de la distancia siempre estuvo atento para saber
cómo iba mi proceso.
ÍNDICE
DEDICATORIA ..................................................................................................... 1
AGRADECIMIENTO ............................................................................................. 2
INTRODUCCIÓN .................................................................................................. 4
REUSABILIDAD EN COMPONENTES DE MOTORES DIESEL
CAPITULO I
1. PASOS IMPORTANTES PARA LA REUSABILIDAD. ........................... 5
CAPITULO II
2. RECOMENDACIONES GENERALES PARA REPARACIÓN DE MOTORES
DIESEL. .................................................................................................... 7
CAPITULO III
3. REUSABILIDAD DE CIGÜEÑALES:......................................................... 10
3.1.INTRODUCCIÓN CIGÜEÑALES: ....................................................... 11
3.2.INSPECCIÓN VISUAL: ....................................................................... 12
3.2.1. Antes de la inspección visual .............................................. 14
3.3.INSPECCIÓN VISUAL ........................................................................ 17
3.3.1. Superficie del muñón .......................................................... 18
3.3.3. Filete: .................................................................................. 21
CAPITULO IV
4. REUSABILIDAD DE PISTONES: ......................................................... 28
4.1.Procedimientos generales: ................................................................. 32
4.1.1. Medidas de grietas: .................................................................... 42
4.2. Un pistón con daños en la ranura para anillo retensor. ..................... 45
CAPÍTULO V
5.1. REUSABILIDAD DE LA VIELA: ........................................................... 45
CONCLUSIONES: ............................................................................................... 49
GLOSARIO ......................................................................................................... 51
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS: .................................................................. 53
ANEXOS ............................................................................................................ 54
5
INTRODUCCIÓN
En esta monografía voy a explicar a muchas personas que no saben que los
componentes de un motor diesel son los bienes más reciclados del mundo. El
reciclado de componentes de los motores diesel va mucho más allá de lo que uno se
puede imaginar y realizar, es una verdadera industria del reciclado de partes y piezas
a nivel mundial. Las partes de un motor son reutilizadas no solo al final de su vida útil,
sino también, en caso de siniestros que acaben con su capacidad de desplazarse o en
el caso que su reparación, sea largamente más costosa que su valor comercial.
Que pasa entonces cuando un motor ha llego al final de su vida útil? Este no es
aplastado ni empaquetado como un cubo de fierro como en el pasado, como tampoco
se le deja oxidando en un campo a la intemperie, hoy existen 3 grandes etapas en el
reciclado de componentes de un motor diesel en orden de disponerlo adecuadamente,
para mejorar y ayudar al medio ambiente.
A continuación voy a comenzar a explicar todo lo referente a la reusabilidad de los
componentes más importantes del motor diesel.
6
CAPITULO I
1. Pasos Importantes para la reusabilidad.
1er PASO:
Extraer todos los líquidos del motor. Un motor corriente contiene alrededor de 15 litros
de fluidos aproximadamente, estos incluyen:líquido anticongelante, aceite de motor,
etc. Todos estos deben ser extraídos cuidadosamente del motor y procesados por
terceros para su realización, como material reciclado o materia prima para otros fines o
para poder ser comercializados y forman parte de cientos de productos de nuestra
vida cotidiana.
2º PASO:
Es la extracción de componentes específicos del motor para su reacondicionamiento
o reutilización de acuerdo a su estado de funcionamiento. Ruedas, paneles, bombas,
motores o las cientos de piezas que componen un motor, pueden ser
reacondicionadas y re-vendidas como partes y piezas eliminando la necesidad de
muchos fabricantes de repuestos de hacer nuevas piezas al servicio de la industria
automotriz, lo que se traduce en una gran ayuda al medio ambiente.
3er PASO:
Reciclaje de motores diesel
7
Recuperación de materiales para reciclar. Por ejemplo un motor está construido por
fierro fundid, aluminio, etc. La industria del acero u otros pueden reciclar el material
proveniente de un motor que ha alcanzado su vida útil y revenderlo. Cada año son
reciclados más de 15 millones de toneladas de acero, de fierro fundido proveniente de
motores. La recuperación de este acero y fierro concluye con lacompactación y la
selección de las diferentes categorías de metales: fierro-magnético, acero, metales no
ferrosos y todo lo “restante”. Lo restante incluye elementos como, gomas, plásticos,
vidrio, espumas y cables eléctricos por nombrar, algunos de estos materiales.
Actualmente muchos países están redactando leyes para hacer de el reciclaje de
autos una ley. Por ejemplo, en Europa los motores no pueden ser acumulados en un
lugar si no están siendo tratados con un proceso de reciclaje.
Para el año 2015 el 95% de los componentes de un motor deberán tener la capacidad
de ser reciclados.
8
CAPITULO II
2. RECOMENDACIONES GENERALES PARA REPARACIÓN DE MOTORES
DIESEL.
La reparación exitosa de un motor conlleva el cumplimiento de una serie de
normas y procedimientos que en muchas ocasiones son obviados durante las
labores de reparación. Hacemos énfasis en la necesidad de realizar los
procedimientos de reparación y cumplir con las especificaciones de ensamble
ofrecidas por los fabricantes de los motores en sus manuales de reparación y
servicio, debido a que la durabilidad y buen desempeño del motor se relaciona
directamente con el cumplimiento de estas normas.
A continuación enumeramos algunas recomendaciones generales a seguir
durante la reparación de un motor de combustión interna:
Acondicione un lugar en su taller para llevar a cabo la reparación de motor que
reúna las condiciones aptas en término de orden y limpieza. La durabilidad del
motor va a estar determinada en gran medida a las condiciones de limpieza, ya
que la contaminación de los componentes del motor causará desgaste
prematuro.
Siempre siga las prácticas de seguridad en lo que respecta al uso de
herramientas, procedimientos de desensamble y ensamble, uso de solventes,
manejo de combustible, condiciones de los sistemas eléctricos y utilización de
vestimenta adecuada para la realización de todas las labores
Investigue acerca del desempeño del motor en el pasado para determinar la
causa de la reparación: desgaste normal por operación prolongada o daños
prematuros: calentamiento, problema de lubricación, etc. Anote esta
información en su hoja de trabajo.
En caso de que el motor haya sufrido daños severos o prematuros, realice una
investigación profunda que permita determinar la(s) causa(s) de la falla.
Realice una investigación profunda acerca de la operación del motor, del último
ajuste realizado, del desempeño del motor antes de la última vez que se
descompusiera, de la cantidad consumida de aceite, de fugas y de
contaminantes, mantenimiento, etc. Esta información y su análisis
9
sonvitalespara el diagnóstico apropiado de los problemas operacionales.
El momento para llevar a cabo la investigación debe ser inmediatamente
después de que el fallo ha ocurrido, antes aún de que usted empiece a
desarmar los componentes del motor. Si usted espera hasta que los
componentes hayan sido desarmados, o si usted simplemente no hace su
reclamo a tiempo o no regresa las partes dañadas, entonces usted podría
perder la oportunidad de aprender acerca de la causa o causas verdaderas de
los fallos e invitar a los rechazos de los derechos de garantía y/o evitar fallas
recurrentes.
Una vez desarmado el motor realice una inspección de todos los componentes
para verificar si estos se encuentran dentro de las especificaciones dadas por
el fabricante del motor. Esto permitirá determinar cuáles componentes pueden
ser reutilizados y cuáles deben ser reemplazados por partes nuevas o cuales
pueden ser reconstruidos.
Limpie cuidadosamente todos los componentes que se van a reutilizar y
prepárelos para su ensamble colocándolos en orden en un lugar apropiado y
libre de contaminantes.
Realice una verificación de las especificaciones a todos los componentes
recibidos, tanto de su suplidor de refacciones como del taller de mecanización.
Esto permitirá comprobar que estos cumplan con las especificaciones de
ensamble, además de detectar problemas antes de la instalación de los
componentes. Limpie adecuadamente todos estos componentes y colóquelos
en el lugar de ensamble del motor.
Proceda con el ensamble del motor de acuerdo a los procedimientos del
manual de servicio del fabricante.
Asegúrese de utilizar los lubricantes, filtros y aditivos del sistema de
refrigeración adecuados que cumplan las especificaciones dadas por el
fabricante.
10
Asegúrese de seguir los procedimientos relacionados al asentamiento inicial
del motor durante el primer arranque realizando un monitoreo y verificación de
operación y funcionamiento del motor
11
CAPITULO III
3. REUSABILIDAD DE CIGÜEÑALES:
3.1. INTRODUCCIÓN CIGÜEÑALES:
La presente Orientación Reutilización y recuperación contiene la
información necesaria a fin de permitir que un distribuidor establecer un
programa de reutilización de piezas. La reutilización y la información de
recuperación permiten a los distribuidores de Caterpillar y los clientes
beneficiarse de la reducción de costos. Cada esfuerzo se ha hecho con
el fin de proporcionar la mayor parte de la información actual que se
conoce a Caterpillar. La mejora continua y el avance del diseño del
producto que podría haber causado cambios en el producto que no se
incluyen en esta publicación. Esta reutilización y la pauta de
recuperación se deben utilizar con la última información técnica que
está disponible de Caterpillar.
Para obtener información adicional acerca de esta guía, consulte
proceso de Ingeniera de reparación de la comercialización Y
Productos División de Apoyo al 1 (309) 675-5434.
- Nomenclatura:Cigüeñal típica.
(1) Superficies de los sellos
(2) Engranaje
(3) Muñón de bancada
(4) Filetes
(5) Parte lateral del muñón
(6) Agujeros que aligeran el cigüeñal
(7) Agujeros del aceite
(8) Superficie del lanzador de aceite de
158,75 mm (6,250 pulgadas)
(9) Webs
(10) Muñón de biela
(11) Caras de empuje
(12) Ancho de la superficie del cojinete
(13) Eje delantero
(14) Chaveta
12
3.2. INSPECCIÓN VISUAL:
Una inspección visual es necesaria si un cigüeñal parece estar dañado. La
inspección visual se determinar si el cigüeñal puede ser utilizado de nuevo
después de reacondicionamiento. Esta guía proporciona los criterios para la
inspección visual de los cigüeñales.
Si un cigüeñal está dentro de las especificaciones que se muestran en esta
guía y las orientaciones que son referencia a continuación, el cigüeñal se
puede esperar para dar un rendimiento normal hasta la siguiente revisión
cuando el cigüeñal se utiliza de nuevo en la misma solicitud. Si esta guía
demuestra que un cigüeñal no puede ser utilizado de nuevo a continuación, no
utilice el cigüeñal de nuevo. Corrija las condiciones que podrían tener causado
la necesidad de reacondicionamiento.
3.2.1. Antes de la inspección visual
1. Inmediatamente después de un cigüeñal ha sido quitado de un
motor, verificar si hay signos claros de graves daños que no pueden ser
corregidos por reacondicionamiento.
2. Limpiar el exterior del cigüeñal con un lavado de alta presión, el
vapor, disolvente, desengrasado vapor, o una limpieza cáustica y
enjuague.
3. Si un cigüeñal no puede ser inspeccionado dentro de una hora el
cigüeñal después se limpia a continuación, los muñones con una capa
de aceite del motor con el finde evitar la corrosión.
3.3. Inspección Visual
Consulte las ilustraciones siguientes para determinar si el cigüeñal puede ser
reutilizado.
13
3.3.1. SUPERFICIE DEL MUÑON
- Fig.33. Muestra un ejemplo típico de un cigüeñal roto
No utilice la parte nuevamente.
- Fig.34 y 35. Muestra un ejemplo típico de
14
un cigüeñal roto o un cigüeñal agrietado.
Utilice sólo los cigüeñales siguientes si la dureza de los muñones es aceptable y hay
suficiente material en los muñones con el fin de ser rectificado a las especificaciones
de tamaño. Para conocer los procedimientos para comprobar la dureza y las
dimensiones de los muñones, se refieren a la reutilización y recuperación, SEBF8054,
"Procedimiento para enderezar y medir cigüeñales doblado " y volver a reutilizar y
recuperar, SEBF8041, "Especificaciones para cigüeñales de motores de Caterpillar"
15
- Fig.36, 37 y 38.Muestra un Muñones con signos de calor y material movido.
Los cigüeñales siguientes se pueden utilizar de nuevo después que los muñones
es pulido y sólo si el perfil y el acabado de la superficie son aceptables. Para la
medición del perfil y el acabado superficial, se refieren a la reutilización y
recuperación, SEBF8054, "Procedimiento para enderezar y medir cigüeñales
doblados "y Reutilización y recuperación, SEBF8041," Especificaciones para
cigüeñales en Motores Caterpillar”
- Fig39, Fig40 y Fig41.Muestra un ejemplo de asientosde cojinetes
ligeramente rayados.
16
Los cigüeñales siguientes se pueden utilizar de nuevo después que los muñones es
pulido y sólo si el perfil y el acabado de la superficie son aceptables. Para la medición
del perfil y el acabado superficial, se refieren a la reutilización y recuperación,
SEBF8054, "Procedimiento para enderezar y medir cigüeñales doblados "y
Reutilización y recuperación, SEBF8041," Especificaciones para cigüeñales en
Motores Caterpillar”
- Fig.42. Muestra el muñón tiene un solo rasguño pesado en la circunferencia.
Las siguientes ilustraciones muestran las abolladuras y ralladuras en el muñón. Utilizar
el cigüeñal de nuevo sólo si la abolladura o la ralladura son más cortas que la mitad
del ancho del muñón y la abolladura o la ralladura no va más más allá de la anchura
del cojinete. Además, la abolladura o ralladura no tiene que ir en un filete. Quite las
rebabas con una piedra de pulido 6V-2010 y luego pulir muñón.
NOTA:No utilice la Piedra de pulido 6V-2010 para eliminar el defecto, pero sólo para
eliminar las rebabas o los bordes
17
- Fig.43. Muestra la pequeña abolladura en elmuñón de biela.
Los muñones con manchas pueden ser utilizados de nuevo después de que los
muñones se pulan y todas las manchas se eliminen.
- Fig.44y Fig.45. Muestra un ejemplo típico de manchas
En la siguiente ilustración, los muñones del cigüeñal con medidas de desgaste que se
puede ver, sentir más que la medida a 0,5 mm (0,02 pulgadas) debe ser molido a un
perfil aceptable. Refiérase a la reutilización y recuperación SEBF8054, "Procedimiento
para enderezar y medir cigüeñales doblados".
18
3.3.2. Agujero del aceite
Los agujeros de aceite con bordes afilados pueden ser utilizados de nuevo después de
que los bordes afilados se retiran y los agujeros de aceite son pulidos. Los agujeros de
aceite con escombros en el orificio de aceite deben lavarse a fondo de todos los
escombros. Referirse a " Procedimiento para limpiar los conductos del aceite”
- Fig.46 y Fig.47. Muestra el agujero de aceite tiene los bordes afilados.
19
- Fig.48. Muestra escombros en el orificio de aceite.
3.3.3. Filete:
Fig.49
Los signos de material de los cojinetes en el filete se muestran arriba. Utilice el
cigüeñal de nuevo después que el filete es pulido y todo el material del cojinete se
elimina.
Utilizar el cigüeñal de nuevo después del filete se pule y todo el material del cojinete es
removido.
- Fig.50. Muestra el filete del muñón de bancada ha sido festoneado.
-
Uso de la parte de nuevo.
20
- Fig.51. Muestra el filete del muñón de biela ha sido festoneado.
No utilice la parte nuevamente.
- Fig.52. Muestra un ejemplo de picaduras en un filete se muestra arriba.
Utilizar el cigüeñal de nuevo sólo si todas las picaduras se elimina por molido o pulido.
- Fig.53. Muestra un ejemplo de picaduras en un filete se muestra arriba.
21
- Fig.54 y Fig.55. Muestra los filetes no tienen un acabado adecuado.
Los filetesdeben ser molidos a un acabado aceptable. Consulte la ilustración
mostradpara un acabado aceptable.
Pared lateral
Utilizar el cigüeñal de nuevo si el paso desgaste es menor que 0,12 mm (0,0047
pulgadas) y si la pared lateral un piso liso.
- Fig.56.Muestra el paso desgaste es más de 0,12 mm (0,0047 pulgadas)
en la pared lateral.
22
Utilizar el cigüeñal de nuevo después de que el material desprendido se retira yla
pared lateral es liso.
- Fig.57. Muestra eldaño enla paredlateral.
Utilizar el cigüeñal de nuevo después de la pared lateral se pule y los depósitos son
quitados.
- Fig.58.Muestra el aceite y carbón depositados en la pared lateral.
Utilice el cigüeñal de nuevo después que las rebabas se eliminan con la piedra de Pulir
6V-2010, y la pared lateral es pulida.
- Fig.59. Muestraralladura en la pared lateral.
23
NOTA: Moler las quemaduras en el muñón o en el filete no está permitido
- Fig.60. Muestra los daños van en la superficie de la pared lateral
del muñón de biela.
Utilice los siguientes cigüeñales después de la inspección de acuerdo a la reutilización
y recuperación, SEBF8039, "Inspección de cigüeñales de las grietas".
- Fig.61. Muestra típica quemadura sobre la pared lateral.
24
- Fig.62y Fig.63. Muestra típicas quemaduras sobre la pared lateral.
6.4. Caras de empuje:
La cara de empuje contiene un peldaño de desgaste. Para las dimensiones de la
cara de empuje, referir a la reutilización y recuperación, SEBF8041,
"Especificaciones para cigüeñales de motores de Caterpillar".
Fig.64
25
Uso de la parte de nuevo:
Utilizar el cigüeñal de nuevo si el peldaño de desgaste está fuera de la superficie del
cojinete de empuje y las dimensiones es aceptable. Si el peldaño de desgaste está en
la superficie del cojinete de empuje entonces el peldaño de desgaste debe ser pulido
de la superficie del cojinete de empuje. Las dimensiones deben ser aceptables
después que el peldaño es molido.
Utilizar el cigüeñal de nuevo después que la cara de empuje se pule y toda la
corrosión se elimina.
- Fig.65.Muestra la corrosión en la cara de empuje.
Utilizar el cigüeñal de nuevo después que la cara de empuje se pule y todo el material
del cojinete es quitado.
- Fig.66. Muestra las manchas en la cara de empuje.
26
Las siguientes ilustraciones muestran quemaduras molidas en la superficie de
empuje. Utilizar el cigüeñal nuevo, si no hay indicaciones abiertas o cerradas se
encuentran en la inspección de acuerdo a la reutilización recuperación, SEBF8039,
"Inspección de cigüeñales de las grietas".
- Fig.67 y Fig.68. Muestra quemaduras molidas en la superficie
de la cara de empuje.
La cara de empuje del cigüeñal está dañada en la Ilustración siguiente. Utilizar el
cigüeñal sólo si el peldaño de desgaste puede ser molido y las dimensiones de la cara
de empuje cumple con las especificaciones de Reutilización y Guía de recuperación,
SEBF8041, "Especificaciones para cigüeñales de motores de Caterpillar".
- Fig.69. Muestra la cara de empuje fue dañado por la rueda moledora.
27
3.5. Contrapeso:
Los cigüeñales con daño del contrapeso puede ser utilizado de nuevo después que los
bordes ásperos se hacen suave con un molino de mano y la zona es inspeccionado
de acuerdo a la reutilización y guía de recuperación , SEBF8039, "Inspección de
cigüeñales de las grietas".
- Fig.70. Muestra Contrapeso dañado.
NOTA:
Si demasiado material o piezas pequeñas del contrapeso se desprenden, revisar el
balance.
6.6. Engranaje:
En los engranajes del cigüeñal se han roto los dientes de los engranajes del cigüeñal,
y muestran fuertes picaduras.NO USE LA PARTE DE NUEVO.
Fig.71 y 72
28
3.6. Sellos de la superficie:
Los daños de los sellos de la superficie pueden ser reacondicionados por la instalación
de un manguito de desgaste sobre la ranura. También puede ser reacondicionado
mediante la instalación de una junta a un lado del desgaste. Para la instalación del
manguito de desgaste, referirse a la Instrucción Especial, SMHS6915, "Instalación de
manguitos de desgate y sellos del cigüeñal " usando el grupo de herramientas 9S-
8868, 9S 8873, 8891-9S y 9S-8888 para el proceso. Consulte el catálogo, NENG2500,
" Catálogo de herramientas de Servicio del distribuidor " para la herramienta correcta.
- Fig.73 y Fig.74. Muestra una ranura a lo largo de la circunferencia de
superficie de sellado puede ser fácilmente fieltro.
29
CAPITULO IV
4. Reusabilidad de pistones:
- Nomenclatura:
Muestra de un pistón de dos piezas de un motor C-9.
-Funciones
1. Aspirar aire en la cámara de combustión y expulsar gases de escape
2. Llevar calor y cargas de la combustión.
3. Llevar cargas de empuje.
4. Sostener anillos.
5. Transferir carga al pasador.
6. Transferir calor.
30
Nota: El pistón y el pasador del pistón deben ser identificados y marcados con el
número de cilindro y orientación en referencia a la parte frontal del motor.
Nota: No mezclar y marcar pistones y pasadores de pistón de diferentes cilindros.
Asegure que los pistones y pasadores sean orientados apropiadamente a la parte
frontal del motor durante la instalación.
4.1. Procedimientosgenerales:
1. Hacer una inspección visual del estado general del pistón.
2. Limpiar a fondo el pistón.
3. Re inspeccionar el pistón después de limpiar por lo siguiente.
◦ Grietas
◦ Rayas
◦ Huecos
◦ Daños adicionales visibles
4.2. InspecciónInicial:
Las siguientes áreas del pistón deberían ser inspeccionadas antes de rehusar.
• Primera cara de fuego
• Ranuras de los anillos
• Espacios de fuego
• Falda del pistón
• Calibre del pistón
• Ranura para el anillo retensor
-Hacer una inspección básica del pistón antes de limpiar.
31
-Inspeccionar visualmente el pistón por daños en estas áreas específicas:
• Ranuras de los anillos
4.2.1. Limpieza:
- Las coronas de los pistones de dos piezas deben ser limpiadas con granallado de
vidrio.
Parte Descripción
5 Agujeros del pasador
del pistón
10 Borde afilado del cráter
11 Borde exterior de la
corona
12 Borde inferior de la
corona
32
Nota: Después que el pistón es limpiado, es importante verificar los pasajes de aceite.
Asegúrese que todos los pasajes y otras áreas están libres de partículas extrañas o
granallas de vidrio.
Cualquier material extraño que permanezca en el pistón puede ser lavado en el
sistema de lubricación, y dañar otros componentes del motor.
Nota: No use óxido de aluminio, perdigón de acero, o ningún otro abrasivo como
granallado de vidrio. No mezclar ningún otro abrasivo con granallado de vidrio.
-Si este material puede ser sentido con la uña del dedo, removerlo con una lima de
tres esquinas.
El tamaño del granallado de vidrio es:
• 10 granallas de vidrio, 88 a 149 micrones (0.0035” a 0.0059”) con 620 kPa (80
a 90 PSI) presión de aire.
• 9 granallas de vidrio, 125 a 177 micrones (0.0049” a 0.0070”).
11 granallas de vidrio, 75 a 125 micrones, (0.0029” a 0.0049”) puede también dar
resultados aceptables. Nunca use granallas de vidrio más largas que 230 micrones
(0.0091”).
4.2.2. Peligro:
Use protección ocular y auditiva cuando use equipo de limpieza de alta presión. Use
todas las soluciones y disolventes de limpieza con cuidado. Siempre use disolventes
de limpieza en un área bien ventilada. Si no se siguen las precauciones previstas por
el fabricante del equipo de limpieza y disolventes puede causar lesiones corporales.
-Después de limpiar el pistón con granallas de vidrio, use aire a presión para remover
algunas partículas (o material extraño) que quedan en los pasajes de aceite durante el
procedimiento de la limpieza. Lave el pistón completamente de nuevo después de
limpiar con granallas de vidrio. Aplicar antioxidante a la corona del pistón del pistón de
dos piezas.
33
4.3. Inspección visual Parte superior del pistón:
-En la Fig.75 muestra pequeñas grietas que son menos anchas que 0.15 mm (0.006”)
alrededor del tapón térmico. Use de nuevo.
-En la Fig.76 muestra las flechas muestran grietas que son más anchas que 0.15 mm
(0.006”). No use de nuevo.
4.3.1. Medidas de grietas:
Si es necesario, use a 6V-2196 Microscopio y 6V-7894 Microlito para medir el
tamaño de las grietas alrededor del tapón térmico.
Fig.77
34
Viendo las grietas a través de la pieza visual de un 6V-2196 Microscopio .Esta grieta
es más ancha que 0.15 mm (0.006 pulg.).
Fig.78
- En la Fig.79 muestra grietas largas se conectan unas con otras. No use de Nuevo.
- En la Fig.80 muestra algunas grietas que van dentro de los rebajos de las válvulas
N°19. Las grietas son más anchas que 0.15 mm (0.006”). No use de nuevo.
35
- En la Fig.81 muestra las grietas van cruzando el área entre los rebajos de las
válvulas. No use de nuevo.
- En la Fig.82 muestra las grietas (19) que van dentro de los rebajos por la válvula. Las
grietas (20) muestran que unas están conectadas con otras.No use de nuevo.
- En la Fig.83 muestra las marcas profundas que son causadas por el contacto con las
válvulas. No use de nuevo.
36
-En la Fig.84 y Fig.85 muestra los daños hacia el borde de la corona del pistón.
-Use el pistón de nuevo después que las áreas elevadas son removidas y el área de
las caras de fuego es inspeccionada cuidadosamente. Use de nuevo.
- No vuelva a utilizar ningún pistón que tiene picaduras profundas en toda la corona
como muestra la Fig.86.No use de nuevo.
37
-En la Fig.87 muestra el pistón que tiene una fuerte erosión en la corona. Cualquier
pistón que está mostrando esa gravedad de la erosión en cualquier parte de la corona
no debe ser reutilizado.No use de nuevo.
En la Fig.88 se muestra una erosión muy fuerte. No use de nuevo.
-En la Fig.89 y Fig.90 muestra la corona del pistón muestra picaduras leves y cuando
son más leves no usar.
Use de nuevo
38
No use de nuevo
-En la Fig.91 y Fig.92 muestra el cráter del pistón está mostrando seis puntos a más
de erosión profunda que es causada por el combustible.
No use de nuevo
39
-En la Fig.93 el pistón muestra ralladuras normales de carbón. Use de nuevo.
-En la Fig.94el pistón está mostrando ralladuras de carbón profundas en la parte
superior de las caras de fuego.No use de nuevo.
-En la Fig.95muestra una grieta en la parte superior de las caras de fuego. No use de
nuevo.
40
4.4. Daños en la ranura del anillo.
-En la Fig.96 muestra el carbón en las ranuras de los anillos del pistón. Use de nuevo.
-Utilizar el pistón después de que los depósitos de carbón se retiran.
7.5. Inspección Visual En La Falda del pistón:
-En la Fig.97 muestra un ejemplo de un pistón con desgaste normal en la falda. Use
de nuevo.
-El área que es de color gris tiene muchos arañazos pequeños.
41
-En la Fig.98el pistón está mostrando indicios de fisuras. No use de nuevo
-El pistón tiene más daños de lo que se sugiere así que el pistón no deben ser
reutilizado.
-En la Fig.99 el pistón muestra ralladuras justo debajo de la ranura del anillo que
controla el aceite. Use de nuevo
42
-En la Fig.100 el pistón muestra partículas de metal en la falda. El pistón tiene
partículas oscuras que no son de aluminio de modo que el pistón no debe ser
reutilizado. No use de nuevo
-En la Fig.101 el pistón muestra desgastes por falta de lubricación en un corto periodo
de tiempo. Use de nuevo.
-El pistón puede ser rehusado si no hay material levantado o adherido a la falda del
pistón.
43
4.6. Un pistón con daños en la ranura para anillo retensor.
- Durante la inspección visual del pasador del pistón, inspeccione
cuidadosamente la ranura para anillo retensor por daños o desgaste.
- No utilice el pistón de nuevo si la ranura está excesivamente desgastada o
dañada.
- El pistón no debe ser reutilizado si el esfuerzo para girar el anillo de retención
en el pistón es mas duro que el pistón nuevo.
Fig.102
-En la Fig.103 el pistón tiene un patrón de desgaste leve en el interior del agujero de
pasador. Use de nuevo.
-No utilice el pistón de nuevo si los arañazos se puede sentir con la uña.
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-En la Fig.104 hay huellas de pulido sobre el pistón. Use de nuevo.
-Los orificios del pasador de pistón pueden ser utilizados de nuevo porque la superficie
es lisa.
-En la Fig.105 hay partículas incrustadas en la superficie del pistón. No use de nuevo.
-El pistón tiene restos que se pueden sentir.
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-En la Fig.106 el pistón muestra una etapa de desgaste en la ranura para el anillo
retensor. No use de nuevo.
-Este tipo de daño es causado por el giro del anillo retensor.
-En la Fig.107 el pistón tiene daño que se ha causado por alicates durante la
extracción del anillo retensor. No use de nuevo.
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CAPÍTULO V
5.1. REUSABILIDAD DE LA VIELA:
La biela está constituida principalmente por:
El ojo de biela que recibe el perno del pistón.
El vástago de la biela que une el pie de la biela con la cabeza.
El pie de la biela que envuelve el cojinete.
El apoyo o cojinete que sujeta al cigüeñal.
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El cojinete de la biela que se aprecia en la figura 3.5 debe tener juego con el
muñón del cigüeñal que depende de las propiedades del material empleado
para el cojinete, del diámetro de éste, de la velocidad periférica del diámetro del
muñón del cigüeñal en su cojinete de deslizamiento y de la dilatación térmica.
En algunos casos se tienen cojinetes de rodamiento.
Debido al efecto realizado por el pistón de transmitir trabajo, lo que produce
inercia y peso, que debe ser parado e impulsado muchas veces, ocurren
grandes esfuerzos en las bielas que comienzan a hacer ruido debido al juego
excesivo entre el cojinete de la biela y el muñón del cigüeñal. Esto se conoce
como golpeteo y se causa principalmente por el desgaste o deterioro del
cojinete.
Definición:
Se denomina biela a un elemento mecánico que sometido a esfuerzos de
tracción o compresión, transmite el movimiento articulando a otras partes de la
máquina. En un motor de combustión interna conectan el pistón al cigüeñal.
Actualmente las bielas son un elemento básico en los motores de combustión
interna y en los compresores alternativos. Se diseñan con una forma específica
para conectarse entre las dos piezas, el pistón y el cigüeñal. Su sección
transversal o perfil puede tener forma de H, I o + . El material del que están
hechas es de una aleación de acero, titanio o aluminio. En la industria
automotor todas son producidas por forjamiento, pero algunos fabricantes de
piezas las hacen mediante mecanizado.
Partes de la biela:
Se pueden distinguir tres partes en una biela.
La parte trasera de biela en el eje del pistón, es la parte con el agujero de
menor diámetro, y en la que se introduce el casquillo a presión, en el que luego
se inserta el bulón, un cilindro o tubo metálico que une la biela con el pistón.
El cuerpo de la biela es la parte central, está sometido a esfuerzos de tracción-
compresión en su eje longitudinal, y suele estar aligerado, presentando por lo
general una sección en forma de doble T, y en algunos casos de cruz.
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La cabeza es la parte con el agujero de mayor diámetro, y se suele componer
de dos mitades, una solidaria al cuerpo y una segunda postiza denominada
sombrerete, que se une a la primera mediante pernos.
Entre estas dos mitades se aloja un casquillo, cojinete o rodamiento, que es el
que abraza a la correspondiente muñequilla o muñón en el cigüeñal.
Tipos de biela en función de la forma de su cabeza:
En función de la forma de la cabeza de biela, y como se une a ella el
sombrerete, se pueden distinguir:
Biela enteriza: Es aquella cuya cabeza de biela no es desmontable, no existe
el sombrerete. En esos casos el conjunto cigüeñal-bielas es indesmontable, o
bien es desmontable porque el cigüeñal se desmonta en las muñequillas.
Biela aligerada: Si el ángulo que forma el plano que divide las dos mitades de
la cabeza de biela, no forma un ángulo recto con el plano medio de la biela,
que pasa por los ejes de pie y cabeza, sino que forma un ángulo, entonces se
dice que la biela es aligerada.
Materiales:
Por lo general, las bielas de los motores alternativos de combustión interna se
realizan en acero templado mediante forja, aunque hay motores de competición
con bielas de titanio o aluminio, realizadas por operaciones de arranque de
material.
Funcionamiento en un motor de combustión interna:
Diagrama de un motor de combustión interna. La letra R señala la biela.
Cuando el pistón se encuentra comprimiendo la mezcla 10° antes para llegar al
PSM la chispa se activa, provocando que la mezcla comience quemarse y
cuando llegue al PSM esta fuerza explosiva que se está liberando se
comprime. Debido a las fuerzas inerciales el mecanismo sigue avanzando, al
encontrarse a 10° después del PSM es cuando toda la fuerza es liberada.
Los principales esfuerzos que sufre la biela son de flexión compuesta en el
momento de la carga máxima al explotar la mezcla combustible (expansión del
ciclo), la compresión estaría dada por la componente de la fuerza sobre el eje
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longitudinal de la biela, y la flexión por la componente transversal a la misma, y
lo mismo con el par reactivo proporcionado por la carga a través del cigüeñal al
oponerse al movimiento. Además la biela sufre un esfuerzo de compresión
nuevamente en la etapa de compresión de la mezcla.
Después de observar los distintos tipos de análisis realizados a la biela se
pueden notar dos puntos críticos que ocurren en diferentes etapas del ciclo
mecánico, el primero de ellos se aprecia durante la compresión, este tiene
lugar en la parte media de la biela, el segundo punto crítico se ubica en la parte
inferior de la biela y ocurre durante la expansión del ciclo. Los tornillos, por su
parte, soportan solo un pequeño porcentaje de la carga.
Con un análisis similar en bielas de sección tipo H en lugar de I, se observa
que los esfuerzos que aparecen son menores, esto es debido a que las bielas
tipo H se fabrican en su mayoría mecanizadas y con una sección constante,
por lo que en la parte de la cabeza resulta sobredimensionada, disminuyendo
las tensiones internas, se utilizan en motores de altas exigencias. Sin embargo
en los automóviles de producción masiva se utilizan las bielas tipo I forjadas
que resisten apropiadamente los esfuerzos que sufren en un uso normal, pero
no son aptas para regímenes más intensos.
El mecanismo de biela:
Es un mecanismo que transforma un movimiento circular en un movimiento de
traslación, o viceversa. El ejemplo actual más común se encuentra en el motor
de combustión interna de un automóvil, en el cual el movimiento lineal del
pistón producido por la explosión de la gasolina se trasmite a la biela y se
convierte en movimiento circular en el cigüeñal.
En forma esquemática, este mecanismo se crea con dos barras unidas por una
unión de revoluta. El extremo que rota de la barra (la manivela) se encuentra
unido a un punto fijo, el centro de giro, y el otro extremo se encuentra unido a la
biela. El extremo restante de la biela se encuentra unido a un pistón que se
mueve en línea recta.
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CONCLUSIONES:
Concluimos en que todos los componentes de los motores diesel pueden
llegar a reutilizares nuevamente. Pero esto tiene un determinado rango de
aceptación ya que si supera estos intervalos de aceptación la pieza queda
totalmente inutilizable.
Los componentes del motor pueden ser reutilizados siempre y cuando estén
dentro de las especificaciones del manual de reusabilidad del componente.
Si el componente no está dentro de las especificaciones dadas por el
fabricante, este componente no puede ser reutilizado nuevamente. Lo mejor
sería reciclarlo.
Debe representar un reto para las empresas que se dedican al giro automotriz,
poder evolucionar y enfrentar la situación que se está generando ante la
problemática competitiva en éste mercado.
La importancia como Ingenieros Mecánicos de estar al tanto y conocer ésta
problemática para poder aportar nuestros conocimientos e investigaciones a la
sociedad que tanto nos necesita para sacar adelante nuestro país.
Se sobre entiende, para que un país pueda sobresalir, debemos y tenemos la
obligación de una búsqueda u oportunidad para la mejora continua a través de
nuevos proyectos y trabajos de investigación como el estamos presentando.
Es necesario que ante las nuevas tendencias tecnológicas principalmente
nosotros, los ingenieros, estemos preparados para la capacitación integral a la
gente y generaciones futuras ante estos desafíos.
Este trabajo me dio la oportunidad de descubrir y aprender más en éste sector
que considero uno de los más importantes a nivel mundial. Ya que al no contar
con experiencia en éste tema, se despierta aún más en mí, la inquietud de
seguir investigando y obteniendo más información que alimenten mi intelecto y
que me dé la capacidad de poder aportar y ofrecer nuevos proyectos para
alguna empresa.
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GLOSARIO
ABASTECIMIENTO:
Operación mediante la cual se completa las necesidades de agua, aceite o
combustible de un automóvil de competición. Aceite para motor que tiene
características que aseguran una lubricación adecuada en altas y bajas temperaturas
ACELERADOR:
Controla la cantidad de aire-combustible entrando al motor.
ÁCIDO DE LA BATERÍA:
Solución de ácido sulfúrico y agua usada en las baterías de automóviles.
ACOPLAMIENTO:
Cualquier conjunto de bolas o barras metálicas que transmiten el movimiento de una
unidad a otra
ADITIVO:
Compuesto químico que es adicionado en cantidades relativamente pequeñas a la
gasolina o al aceite
AHOGADOR:
Válvula de mariposa colocada en la parte superior del carburador que restringe la
cantidad de
aire que entra al motor enriqueciendo la mezcla de combustible
AHOGADOR AUTOMÁTICO:
(ver Ahogador) Aparato que enriquece la relación aire combustible (más combustible)
permite el arranque más fácil del motor cuando esta frío
AHOGAMIENTO:
Condición de exceso de combustible en los cilindros que puede provocar un arranque
difícil o imposible.
ALINEACIÓN:
Proceso de posicionamiento de las llantas en concordancia con las otras.
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ALTERNADOR:
Aparato acoplado por banda que produce un flujo de corriente alterna (AC)
convirtiéndola en corriente directa (DC).
ANILLOS DE PISTÓN:
Elemento hidráulico o de fricción con uno de sus extremos unidos al chasis del
automóvil y el otro al eje, cuyo fin es el de evitar el contragolpe y oscilación de las
ballestas a efecto de otorgarle un movimiento muelle a las suspensiones. Bandas
metálicas que son colocadas en ranuras alrededor del pistón para proveer un sello
entre el pistón y la pared del cilindro.
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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:
LINKOGRAFIA
https://sis.cat.com/
MANUALES
o Referencia del Catálogo, NENG2500, "Servicio de distribuidores Catálogo de
herramientas»
o Referencia de la reutilización y la pauta de Recuperación, SEBF8039,
"Inspección de cigüeñales para grietas
o Reutilización de referencia y en la pauta de Salvamento, SEBF8041,
"Especificaciones para cigüeñales en Caterpillar Motores”
o Referencia de la reutilización y recuperación , SEBF8042, "Procedimiento para
esmerilar y pulir cigüeñales"
o Referencia de reutilización y recuperación , SEBF8054, "Procedimiento para
enderezar y medir el doblado de los Cigüeñales «
o Referencia de la reutilización y recuperación, SEBF8156, "Procedimiento para
Inspeccionar cigüeñales de la familia de motores 3500»
o Referencia de instrucción especial , SMHS6915 ", instalación de mangas de
desgaste para la reparación de Ranura .Desgaste causado por sellos de
manguitos «
o Referencia Instrucción Especial, SMHS6959, "Instalación de mangas de
desgaste y Juntas cigüeñal usando el Grupo de Herramientas 9S-8868, 9S-
8873, 9S-8891, y 9S-8888 "
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ANEXOS
55
GADICIONAMOS GUIA DE REUSABILIDAD
DE PARTES Y OPERACIONES DE
RECUPERACIÓN
