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Metodología para la Medición del Acabado de los Cilindros
Figura 1: Un buen acabado
A fin de soportar las recomendaciones
de Federal-Mogul para el bruñido de los
cilindros, se adoptó una metodología de
prueba para examinar los acabados
creados bajo distintas circunstancias.
Las técnicas más comúnmente usadas
para la evaluación de los acabados de
superficie de los cilindros son:
Fax film: Es una replica plástica de la
superficie que puede ser examinada
microscópicamente para evaluar el
acabado.
Analizador de superficie
(Rugosímetro): Utiliza un palpador que
sigue el relieve del cilindro, el trazado es
procesado electrónicamente, brindando
así parámetros numéricos.
Probeta metalúrgica: Es una sección
transversal cortada del cilindro y
montada para su observación en
microscopio.
Microscopio electrónico de
exploración:Permite evaluar el perfil
superficial de una sección cortada,
altamente aumentada, del cilindro.
La impresión de la superficie del cilindro
por medio del fax film es muy parecida a
un modelado por contacto en yeso,
Figura 2: Un mal acabado
excepto que se usan película plástica y
solvente sobre la superficie bruñida y
limpia del cilindro. La impresión obtenida
puede ser entonces estudiada bajo
ampliación y luz polarizada, o también
puede ser fotografiada y analizada. El
uso del fax film y otras técnicas, han
permitido a Federal-Mogul analizar y
evaluar los procesos de bruñido.
Los resultados de estos estudios han
conducido al establecimiento de las
especificaciones para un buen acabado
de los cilindros, que son utilizadas por la
mayoría de los reconstructores de
motores (ver Figura 1).
También, se ha comprobado, tanto a
satisfacción de Federal-Mogul como de
los reconstructores, que el acabado de
los cilindros tiene un efecto pronunciado
en el consumo de aceite y la duración
del motor La mayor ganancia de los
reconstructores que han optado por el
buen acabado de los cilindros, ha sido
no sólo la reducción del consumo de
aceite en promedio, sino también la
disminución de la variación entre
motores reparados.
Es esencial, al leer este estudio, prestar
especial atención a la relación entre el
microacabado producido y el metal
fracturado, o cuando se producen
desviaciones de los métodos prescritos
de bruñido posterior al rectificado (ver
Figura 2).Medición del Acabado de Superficie
Figura 5: Superficie con Crestas Agudas
Los analizadores de superficie, o rugosímetros,
son valiosos en la evaluación del acabado de
los cilindros porque brindan una representación
altamente ampliada del contorno, y calculan los
parámetros numéricos que cuantifican las
características de la superficie
El parámetro más importante para el
reconstructor de motores en el control del
acabado del cilindro, es el promedio aritmético
de desviación de la profundidad media de las
irregularidades de la superficie, o Ra. Estas
lecturas puede obtenerse con rugosímetros
económicos. Los equipos más sofisticados
también calculan valores adicionales tales como
la familia de parámetros Rk que permiten la
evaluación del soporte y de las características
de retención de aceite de la superficie.
Figura 6: Superficie con Crestas Aplanadas
Los trazados mostrados muestran las
diferencias entre una superficie relativamente
áspera, de puntas agudas, con un acabado Ra
de 28µ pulgadas, comparado con una superficie
más "plana" con valores Ra de 13µ pulgadas.
Como puede verse, el acabado más suave y
plano brinda una superficie más apta para
soportar la película de aceite y crestas menos
agudas, que de otra manera provocarían el
rozamiento fuerte y desgaste de anillos y
cilindro.
Es importante reconocer que los rugosímetros
sólo brindan información en dos dimensiones, y
que no diferencian entre una aspereza o una
partícula suelta del metal. Por esa razón, debe
usarse el fax film junto con el rugosímetro,
asegurándose así de haber logrado superficies
bien mecanizadas con los valores Ra correctos
Requisitos para el Buen Acabado de los Cilindros
El acabado de los cilindros implica mucho más que el simple alisado de la superficie rugosa
dejada por el rectificado o el bruñido grueso. El bruñido de acabado debe sacar todo el material
fracturado dejado por el proceso de mecanizado grueso en la superficie del cilindro. Si el
cilindro se rectifica a un tamaño igual o menor a 0,013mm por debajo de su dimensión, el
bruñido final producirá solamente un entrecruzado superficial que los anillos eliminarán
rápidamente, quedando una superficie áspera para su deslizamiento, lo que resultará en alto
consumo de aceite y desgaste anormal.
El bruñido debe dejar al cilindro con una superficie que distribuya el aceite, sirva como reserva
de aceite y dé lugar a que escapen el metal de desgaste y las partículas abrasivas. Al mismo
tiempo, deberá contar con suficientes áreas planas (plateaus o mesetas) que actúen como
superficies de soporte en las que puedan formarse películas lubricantes. Además, esta
superficie debe permitir una cantidad controlada de desgaste entre el cilindro y los anillos, de
manera que éstos asienten.
La forma de lograr este acabado "ideal" de los cilindros, es rectificar hasta 0,076mm antes de
su medida final, luego bruñir con piedras de grano #220 dejando 0,025mm para el acabado con
piedras de grano #280 (en casos especiales pueden usarse piedras de grano #400). Este paso
final es el más crítico. Si el operador usa piedras de grano #400, debe tener cuidado para evitar
el "glaseado" de la superficie.
El cilindro debe quedar con una superficie acabada en el rango de 10 a 20 Ra, compatible con
cualquier anillo Sealed Power ya sea éste común o revestido con molibdeno o cromo. La
calidad del acabado de los cilindros (rango Ra adecuado, sin distorsión ni metal protuberante o
plegado) es mucho más importante que el procedimiento o equipo utilizados para lograrlo
Las camisas de cilindro Sealed Power de Federal-Mogul, se fabrican con este acabado y son
un ejemplo de cómo debe ser una buena superficie para los anillos. El acabado con bruñidor de
esferas no se recomienda , ya que éste no quita el material necesario para lograr el acabado
adecuado de los cilindros. La única forma adecuada de sacar el material es mediante el uso de
bruñidores abrasivos rígidos, tales como los que usan piedras de carburo de silicio. Finalmente,
la mayoría de los problemas de anillos, son consecuencia del acabado inadecuado de los
cilindros, o por no lavarlos con agua jabonosa caliente y cepillo de cerdas duras para sacar los
restos de material de bruñido de sus superficies. Todos los anillos de pistón Sealed Power y
Speed-Pro de Federal-Mogul son preasentados en fábrica, por medio del lapidado de su cara
de contacto en dispositivos similares a los cilindros.
Debido a ésto, es sumamente importante seguir los procedimientos de bruñido para permitir el
rápido asentamiento de los anillos revestidos.
El Buen Acabado de los Cilindros
El diagrama del fax film y de la sección transversal
(Fig. 7) muestran un acabado que cumple con las
especificaciones establecidas en el inserto de la
Figura 8.
La Figura 9 muestra una fotografía de un cilindro
bien acabado.
Este acabado brindará buena distribución de la
película lubricante, soporte adecuado a las partes
con movimiento alternativo, rápido asentamiento con
mínimo desgaste, buen control de aceite y larga
duración.
ESPECIFICACIONES
Ángulo de entrecruzado de 22° a 32°
Corte uniforme en ambas direcciones
Corte limpio, sin bordes agudos, libre de
metal arrancado o plegado
Microacabado de 10 a 20 Ra
Libre de glaseado
Libre de partículas incrustadas
Figura 8: Especificaciones de un Cilindro Bien
Acabado
Desviaciones Comunes de un Buen Acabado de Cilindros Causas y Efectos.
Desviación: Material Plegado y Arrancado Juntamente con Estrías Entrecruzadas Profundas
Figura 16: Diagrama - Acabado plegado y
arrancado
Las líneas diagonales, gruesas e irregulares del
esquema del fax film (Fig. 16), ilustran el metal
plegado y arrancado a lo largo de los bordes de
las estrías entrecruzadas. Si estas estrías no
estuviesen plegadas sobre los bordes, serían
líneas rectas, porque las partículas de abrasivo
de las piedras de bruñir cortan estrías rectas y
no irregulares.
En el diagrama de la sección transversal, se
muestra el perfil irregular de la superficie
representado por la línea oscura gruesa.
Causa:
La causa más común de este tipo de desviación
son las piedras de bruñido muy duras y de grano
demasiado grueso. Otras causas mayores son el
desgaste y desprendimiento inadecuado de las
piedras, la viscosidad demasiado alta del
refrigerante y la presión de corte excesiva.
Efecto:
El efecto de esta desviación es el excesivo
consumo de aceite. Debido a que las estrías
demasiado anchas y profundas transportan
aceite que no sirve a ningún propósito, desde el
punto de vista de la lubricación.
El desgaste excesivo también acompañará esta
desviación debido a la gran cantidad de material
desprendible a lo largo de los bordes de las
estrías, las que deben desgastarse para formar
una superficie compatible con los anillos de
pistón.
El periodo de ablande del motor se extenderá en
demasía, juntamente con un control de aceite
pobre y desgaste excesivo.
La experiencia ha demostrado que este tipo de
desviación, resulta en una variación considerable
del consumo de aceite de motor a motor
Nótese que estas estrías son excesivamente
anchas y profundas, también, que la abertura
de las mismas es menor en la superficie del
cilindro que debajo o en la raíz de la estrías,
demostrando que los bordes de las estrías
están "plegados" en lugar de cortados
limpiamente.
La foto del fax film (Fig. 17) muestra el metal
arrancado y plegado a lo largo del borde de las
estrías anchas y profundas, tal y como
aparecen en un cilindro real. También, se
puede ver el metal, plegado, ácilmente
desprendible.
Figura 17: Fax Film del acabado arrancado y
plegado
Desviaciones Comunes de un Buen Acabado de Cilindros Causas y EfectosDesviación: Corte Monodireccional
En el diagrama del fax film (Fig. 18), hay líneas
gruesas y oscuras que corren hacia abajo y
hacia la derecha, mientras que son menos
obvias las líneas claras que corren
transversales hacia la izquierda. La ilustración
señala que casi todas las estrías corren en una
dirección, hacia abajo y hacia la derecha.
En la foto del fax film (Fig. 19), se muestra el
patrón característico de un corte
monodireccional. Las estrías son demasiado
anchas y profundas, mal espaciadas, y la
superficie plana o "plateau" no está
desarrollada. El corte monodireccional, es
generalmente visible a simple vista.
Causa:
En general, la causa de este tipo de acabado,
es el mal mantenimiento del equipo o la presión
incorrecta de las piedras. Generalmente, hay
luz excesiva entre las piedras y el cuerpo del
bruñidor o demasiado juego en las juntas
universales.
Efecto:
La experiencia demuestra que, generalmente,
los cilindros con bruñido monodireccional,
están afectados por una condición de espiral o
"tirabuzón" Esta superficie es muy pobre para
Figura 18: Diagrama
apreciable de motores no satisfactorios para
sus clientes en cuanto al consumo de aceite.
Los motores consumían alrededor de 1 litro de
aceite cada 1300km en lugar de cada 4800km.
El análisis del acabado de los cilindros reveló
serias desviaciones con respecto a un buen
acabado. (Fig. 20)
Corte monodireccional
Planos (plateaus) glaseados
Estrías anchas y profundas
Mala distribución de estrías entrecruzadas
el buen asentamiento de los anillos, ya que
golpean con el movimiento alternativo del
pistón, y tienden a girar excesivamente en su
ranura, resultando en mal asentamiento y
desgaste lateral excesivo de anillos y de corte
en una sola dirección ranuras. Esta ilustración,
muestra a lo que se enfrentó un reconstructor
de motores en un porcentaje -
Figura 19:
Fax Film de Un Corte Monodireccional
Figura 20: Foto de fax film antes de la puesta
en marcha
Conclusiones
Las pruebas de motores con distintos acabados de cilindro, han demostrado que este es un
factor importante en el consumo de aceite y la durabilidad del motor La mayor ganancia para
los reconstructores de motores que adoptaron buenas especificaciones de acabado, no ha sido
solamente la mejora en el consumo promedio de aceite, sino la reducción de la variación del
consumo de aceite entre motores.
El análisis de los diferentes acabados comprobados en el estudio, resultó en la identificación de
las diversas desviaciones a partir de un buen acabado, y la determinación de su efecto en el
rendimiento del motor, tomando como referencia el consumo de aceite:Resumen de las Desviaciones más Comunes a partir de un Buen Acabado de Cilindros Sus Causas y Efectos
DEFECTO EFECTO EN EL
RENDIMIENTO DEL MOTOR
MAYORES CAUSAS
COMUNES
1 . Estrías entrecruzadas
anchas y profundas.
Causan desgaste anormal y
excesivo consumo de aceite,
alargan el período de
"asentamiento" y producen
variaciones de motor a motor.
Piedras de grano demasiado
grueso, desgaste anormal de
las piedras, viscosidad de
refrigerante muy alta, presión
excesiva de las piedras.
2. Entrecruzado con estrías
¡rregularmente espaciadas.
Pobre distribución del
lubricante, variación en el
tiempo de asentamiento.
Piedras de grano demasiado
duro, piedras de grano
demasiado grueso, desgaste
anormal de las piedras, carga
variable y desprendimiento.
3. Entrecruzado con estrías
plegadas y fragmentadas.
Asentamiento lento de los
anillos, rayado y alto desgaste,
poca duración y alto consumo
de aceite, aumento de
temperatura de los anillos,
excesiva variación en
rendimiento de motor a motor.
Detención insuficiente al final de
cada carrera de bruñido, piedras
de grano demasiado grueso.
4. Acabado "glaseado" Asentamiento lento, aumento
del consumo de combustible,
mayor variación de motor a
motor.
Piedras tupidas por ser de
grado demasiado duro,
refrigerante de alta viscosidad,
debida a contaminación presión
excesiva de piedras, detención
prolongada al final de cada
carrera.
5. "Bruñido" monodireccional. Giro de los anillos, desgaste
rápido, asentamiento pobre,
alto consumo de combustible.
Excesivo juego en los
componentes del bruñidor, tales
como las juntas universales, o
luz excesiva entre los
portapiedras y el cuerpo.
6. Ángulo "chato" de
entrecruzado.
Mala distribución del lubricante,
altas fuerzas de impacto en los
anillos, asentamiento lento,
desgaste excesivo, poca
duración.
Velocidad lineal lenta en
comparación a las r.p.m.
usadas.
7. Partículas incrustadas en la
superficie.
Similar al No. 3. Mal desgaste y acción de corte
de las piedras, volumen bajo de
refrigerante.
8. Metal arrancado de la
superficie del cilindro.
Aumento del consumo,
reducción de uniformidad de
motor a motor.
Grado de piedras muy duro,
presión excesiva de piedras,
periodo de bruñido demasiado
corto.
9. Falta de uso de placas de
torsión.
Distorsión de los cilindros
durante el bruñido.
El Proceso de Bruñido
La mejor manera de asegurar la calidad es mantener un proceso consistente controlando:
El buen rectificado del cilindro, con una
herramienta bien afilada
El espesor dejado para el bruñido
La especificación de las piedras
El refrigerante, limpio y abundante
Bruñido con Máquina Portátil
El uso de placas de torque
Las RPM y carreras reciprocantes
La presión de corte en la 1ra. etapa
Los periodos de reposo y la presión en la 2da.
etapa
Bruñido con Máquina de Pedestal
Recomendaciones Básicas
Aunque no pretendemos establecer métodos de bruñido, nuestras investigaciones nos han
llevado a formular ciertas recomendaciones generales. Entiéndase que sólo son una guía
básica, y que deberán modificarse según las condiciones especificas.
VELOCIDADES
La velocidad superficial es extremadamente importante para lograr los objetivos del bruñido.
Los dos movimientos de rotación y alternativo, deben ser selectivamente ajustados e
interrelacionados para obtener la máxima eficiencia del abrasivo.
Si las piedras se comportan agresivamente, el incremento de la velocidad lineal en relación a la
de rotación, frecuentemente mejorará los resultados. Si ésto no mejora la acción abrasiva, se
deberán disminuir las RPM. Si las piedras se comportan "muy suaves" se deberá seguir el
procedimiento inverso.
VELOCIDADES DE BRUÑIDO RECOMENDADAS PARA TODO TIPO DE ANILLOS DE
PISTÓN
210
El control de la presión, es muy importante en la efectividad del proceso de bruñido, y ha sido
grandemente mejorado a través de la aplicación de la hidráulica en oposición a los métodos
manuales o por medio de resortes. Para mantener la acción de corte deseada, las presiones de
bruñido se mantendrán relativamente bajas, mientras que la velocidad lineal se mantiene alta y
las RPM bajas. La presión de las piedras debe estar entre 3,5 y 8,5 kg/cm2, y directamente
relacionada con la dureza de penetrabilidad del metal a ser bruñido.
Las presiones demasiado altas deben evitarse porque:
• El desgaste de las piedras será demasiado rápido, resultando en el uso ineficiente del
abrasivo.
• La remoción de material disminuye en lugar de aumentar. Esto es causado por la interferencia
de las virutas, lo que evita la penetración del abrasivo en el material.
• Los acabados serán inferiores y no uniformes. Esta condición es, también, causada por la
interferencia de las virutas y el desprendimiento excesivo localizado, en lugar del que debe
producirse normalmente a través de todo el área de contacto de las piedras.
REFRIGERANTES
Se recomienda un flujo abundante de refrigerante para el bruñido de los cilindros, a fin de:
• lograr la remoción de las partículas sueltas de abrasivo y de las virutas metálicas, de la cara
de contacto de las piedras.
• conseguir el acabado deseado.
• mantener una temperatura relativamente baja sobre toda el área de trabajo.
El tipo de refrigerante usado es extremadamente importante para el logro de resultados
satisfactorios.
Se deberá usar una marca reconocida de aceite de bruñido liviano, de especificación 45 S.U.V
a 38°C. A fin de mantener resultados satisfactorios en cualquier operación de bruñido, la
condición del refrigerante es tan importante como su tipo.
Un filtro adecuado debe formar parte de cada sistema refrigerante. La limpieza es esencial para
evitar rayaduras, proteger las piezas internas de la bomba de refrigerante, proteger la piel del
operario e incrementar la vida útil del refrigerante. La instalación de filtros es solamente el
primer paso, para mantener su eficiencia deberá prestársele servicio constante.
De ser necesario, el refrigerante deberá ser enfriado, a fin de proporcionar una temperatura
uniforme, preferiblemente alrededor de 21 °C. Esto ayudará a mantener la viscosidad del
refrigerante y el área de trabajo lo suficientemente fría para evitar la distorsión térmica.
PLACAS DE TORQUE
Para asegurar que los anillos funcionen correctamente, es importante que el acabado de los
cilindros se lleve a cabo correctamente. Primero, instale y apriete al torque especificado las
tapas de bancada.
Luego, instale las placas de torque en la parte superior del bloque, y apriételas al torque
especificado.
El diseño de los bloques es bastante complejo, contando con secciones gruesas y delgadas,
que pueden distorsionarse según fuere la presión ejercida debida al apriete de las tapas de
cilindro y tapas de bancada. La instalación en el bloque de placas de torque y de las tapas de
bancada, simula la condición de armado del motor, reduciendo la distorsión de los cilindros.
Las placas de torque se están tornando muy importantes en el acabado de los cilindros. Las
placas de torque se requieren en ciertos bloques de motor para evitar la distorsión de los
cilindros y el rozamiento de los pistones. Los beneficios incluyen un mejor rendimiento y
reducción del consumo de aceite.Acabado Típico de Cilindros Bruñidos - Especificaciones para Cilindros de Motores Pequeños y de Automóviles
Esta especificación cubre los requerimientos de acabado aplicables al bruñido de una etapa. El
cilindro debe ser examinado por medio del fax film, S.E.M. (microscopio electrónico) o el
rugosímetro.
FAX FILM:
Se utilizarán fotomicrografías de 100X (aumentos) para evaluar las siguientes características:
1. Ángulo de entrecruzado de 22° a 32° desde
la horizontal
2. Corte uniforme en ambas direcciones
3. Corte limpio, libre de material arrancado,
plegado o arrastrado.
4. Libre de "pulido o glaseado" y partículas
incrustadas.
RUGOSÍMETRO
(ANALIZADOR DE SUPERFICIE)
Se debe usar un instrumento del tipo de aguja con palpador con radio máximo de extremo de
200 n in (micropulgadas) (5|j. m.), capaz de determinar los siguientes parámetros: (Ref.
Hommel T-2000) la longitud de trazo (L) debe ser de .20" (4,8 mm) y el corte de onda (A.C)
debe ser de .030" (0,8mm).
Las evaluaciones deben realizarse con un promedio de tres lecturas en cada cilindro. Sólo una
lectura individual podrá estar fuera de las especificaciones anteriores para cualquier parámetro.
Para el control de aceite y la vida útil de los anillos, no hay factor más importante, que el
correcto acabado de los cilindros.
¿Le han regresado a usted, alguna vez un motor recién reconstruido con los anillos prematu-
ramente desgastados y excesivo consumo de aceite? ¿Ha tratado de determinar la causa?
Las pequeñas variaciones en la superficie de los cilindros pueden tener un marcado efecto en
el consumo de aceite y en el desgaste del motor Estas variaciones no pueden ser detectadas a
simple vista o aún al tacto más sensible.
El bruñido de los cilindros implica mucho más que alisar la superficie rugosa, tipo rosca, dejada
por el rectificado o la operación de bruñido grueso (Fig. 10).
Figura 10: Apariencia de rosca de tornillo
El bruñido de acabado debe ir más allá del metal fracturado por la operación de rectificado. Es
un hecho aceptado, que el rectificado causa la fractura del metal al costado de la herramienta
así como debajo del corte. Es importante dejar suficiente material, para el bruñido de acabado,
a fin de eliminar completamente el material fracturado de la superficie (como se muestra en la
Fig. 11).
El rectificado por sí mismo o el bruñido ligero no son suficientes. No importa cuan finos
parezcan a simple vista, siempre habrá agudas crestas y valles. Bajo el microscopio, la
superficie rectificada aparece arrancada y fragmentada con muchas depresiones relativamente
"profundas" (0,050mm, ver Fig. 12).
Al no haber una superficie compatible, los anillos tratarán de prepararía. Entonces ocurrirá el
contacto de metal con metal, las altas temperaturas, debido a la fricción, la soldadura parcial y
el arrastre. Las partículas grandes de metal arrancado y fragmentado durante la operación de
rectificado, serán atrapadas entre los anillos y la pared del cilindro (Fig. 13).
Los cráteres resultantes del metal arrancado
durante el rectificado de los cilindros,
retendrán mucho más aceite del necesario
para la lubricación, el que se quemará cada
vez que encienda ese cilindro.
Si el cilindro se bruñe ligeramente, con
piedras o con un bruñidor de esferas, las
marcas de herramienta del rectificado
reaparecerán luego de un corto periodo de
funcionamiento (Fig. 14).
El bruñido debe dejar la superficie del cilindro
con el acabado correcto, de manera tal que distribuya el aceite, sirva como reserva de aceite y
proporcione espacio para el metal desgastado y las partículas abrasivas. Al mismo tiempo,
deberá tener suficientes áreas planas o "plateaus" que actúen como superficies de soporte
sobre las que puedan formarse películas de aceite. Teóricamente, los anillos de pistón (luego
del ablande) nunca deberían tocar la pared del cilindro, deslizándose sobre una delgada
película de aceite. La superficie del cilindro debe permitir un desgaste controlado durante el
ablande. Esto permite que los anillos y cilindros se asienten. Una vez que ésto haya ocurrido y
si los filtros de aire, del cárter y de aceite son correctamente mantenidos, el desgaste casi
debería cesar
Figura 14: Cilindro ligeramente bruñido
mostrando la reaparición de las marcas de
herramienta de rectificado después de
haber funcionado el motor
INSTALE Y APRIETE AL TORQUE ESPECIFICADO LAS TAPAS DE BANCADA Y LAS
PLACAS DE TORQUE. Siendo el bloque de cilindros complejo por diseño y contando con
secciones gruesas y delgadas, se deformará a medida que el apriete de los pernos cause
tensiones internas.
DEJE DE 0,050 A 0.076MM PARA EL BRUÑIDO. Cuando bruña a mano (velocidad del taladro
de 200 a 450 r.p.m.) el tamaño del cilindro deberá ser de 0,050 a 0,075mm menor que el
tamaño final deseado. Efectué un bruñido grueso con piedras de grano 180 a 220 hasta
0,012mm antes de la medida final. Termine el bruñido a la medida con piedras de grano 280.
Cuando utilice una bruñidora automática tal como la CK-10, haga el acabado grueso con
piedras gruesas hasta 0,063mm antes de la medida final. Bruña con piedras de grano 220
dejando 0,025mm para el bruñido de acabado con piedras de grano 280. Experiencias
recientes han demostrado que cuando se bruñe manualmente o con una bruñidora automática,
el acabado más fino proporciona los mejores resultados. Para motores a gas LPG o a gas
natural, nosotros recomendamos piedras de grano 400 para las 6 a 10 carreras finales.
MANTENGA UN BUEN FLUJO DE REFRIGERANTE. Sature la pared del cilindro y las piedras
de bruñido con un aceite de bruñido filtrado, limpio, de buena calidad. Se debe suministrar un
flujo continuo de lubricante a las piedras y al cilindro que se esté bruñendo (Fig. 15).
Figura 15: Flujo continuo de lubricante
aplicado a las piedras de bruñido y la
pared del cilindro durante el bruñido
El uso de aceite de bruñido limpio, en el
equipo manual, es igualmente importante. Es
deseable que las piedras "se desgasten"
durante el proceso de bruñido exponiendo
en forma continua bordes cortantes limpios y
afilados. El aceite de bruñido desplazará el
abrasivo suelto y las partículas metálicas de las piedras y el cilindro. También, enfriará el área
de trabajo y mantendrá las piedras cortando libremente. La temperatura de las superficies se
reduce grandemente por el uso del aceite de bruñido, eliminando la posibilidad de que las
piedras se "carguen" lo que provoca que los pequeños bordes cortantes empujen en lugar de
cortar, generando un cilindro con rayaduras profundas, estrías arrastradas, material arrancado
y fragmentado y áreas vidriadas y pulidas.
COMIENCE EL BRUÑIDO CON UNA PRESIÓN DE CORTE FIRME EN LAS PIEDRAS, pero
evite la excesiva presión que puede causar alto desgaste de las piedras y piedras entupidas.
Las piedras entupidas quitan menos material y pueden producir una superficie irregular y
pulida. Use un movimiento alternativo lineal rápido y constante para lograr un patrón romboidal
bien definido. Un buen patrón debe tener cada lado del rombo a un ángulo de 20 a 30 grados
con la horizontal.
PERMITA QUE LAS PIEDRAS DE ACABADO TRABAJEN LIBRES de esfuerzos severos
durante las últimas 6 a 10 carreras finales. Esto genera las áreas lisas o "plateaus" deseables,
en las que se puede formar una película de aceite. Cuando bruña con una máquina automática,
la presión final de bruñido puede controlarse ajusfando la relación de alimentación a un valor
bajo para producir superficies lisas o "plateaus"
LIMPIE TOTALMENTE LOS CILINDROS DESPUÉS QUE HAYA TERMINADO EL BRUÑIDO.
La limpieza es esencial para eliminar el abrasivo y las partículas metálicas. Use una solución
jabonosa caliente y un cepillo de cerdas duras (tal como los de limpiar inodoros). Cepille
vigorosamente hasta que las burbujas permanezcan blancas, y enjuague cada cilindro con la
solución jabonosa caliente para sacar todo el material extraño remanente. Luego, limpie y
seque los cilindros con toallas de papel, hasta que éstas no muestren suciedad alguna. Luego,
aplique abundante aceite de motor a los cilindros para prevenir su oxidación. Durante el
armado, lubrique los pistones y anillos con aceite, ya que el arranque en seco resultará en el
contacto de metal a metal, temperaturas elevadas, rayado y agarramiento.
Lista de Verificación para el Bruñido
1. Apriete las tapas de bancada al valor especificado. Use placas de tonque en el bloque motor
según se requiera.
2. Verifique el montaje satisfactorio del equipo de rectificación sobre el bloque.
3. Rectifique o haga un bruñido grueso del cilindro hasta 0,050 a 0,076mm antes del tamaño final
deseado.
4. Sature el cilindro y las piedras de bruñido con aceite para bruñido.
5. Bruña con un suministro continuo de refrigerante.
6. Bruña con una firme presión de corte.
7. Ajuste las r.p.m. y la velocidad lineal alternativa para asegurar el patrón de entrecruzado
correcto.
8. Concluya la operación de bruñido con las piedras cortando a presión reducida, para producir el
acabado liso o "plateau" deseado.
9. Limpie completamente usando una solución jabonosa caliente y un cepillo de cerdas duras no
metálicas.
10. Limpie los cilindros con toallas de papel.
11. Lubrique los cilindros para evitar la oxidación.
12. Antes del armado lubrique los cilindros, los anillos y los pistones.HUMEROS DE PIEDRA CON REFERENCIA A SUNNEN
Microacabado
Aproximado
Tamaño de
Grano
CK-10 Automática Juego
de Piedras No.
Equipo Manual Juego de
Piedras No.
85-105 70 EHU-13
133-170 70 AN-101
25-40 150 AN-201
25-35 220 EHU-525
20-25 220 AN-301
14-23 280 JHU-625
15-20 280 AN-501
8-13 400 JHU-820
5-10 400 N-37-J85
4-8 600 C-30-C03-81
3-5 600 NN40-C05
Bruñido de Cilindros de Aluminio
Reacondicionamiento de Cilindros de Aluminio
Cuando se bruñen cilindros de aluminio es muy importante usar el tipo y grado correcto de
lubricante para mantener la superficie de las piedras libre de acumulación de material.
Utilice las mismas piedras que para los cilindros de hierro, sólo que de grado 200 en lugar de
100 para el bruñido grueso, ya que estas últimas pueden tallar y rayar los cilindros de aluminio.
Todas las piedras deben ser usadas con un aceite de bruñido de buena calidad.
Rectifique las piedras usando el calibre adecuado, ésto se hace debido al corte rápido y alta
remoción de material.
Si el cilindro está rayado, elimine todo el material arrancado y desplazado antes de bruñir
porque sino las piedras podrán cascarse.
Para los cilindros de aluminio con alto contenido de silicio, refiérase a la hoja de instrucciones
Sunnen 1-AN-130.
El bruñido de acabado debe hacerse con piedras de grano 280, del mismo tipo usado para los
cilindros de hierro.
Bruñido con Piedras de Diamante
En años recientes los fabricantes de equipo original crecientemente han ido a las piedras
impregnadas con diamante, en reemplazo de las de carburo de silicio, para el bruñido de los
cilindros. Primariamente esto se debe a las siguientes razones:
Mayor duración de las piedras. Por su desgaste muy lento, las piedras de diamante deben
reemplazarse con menor frecuencia, reduciendo el paro de las máquinas. Esto es de gran
importancia en las líneas de producción, pero no lo es para el reconstructor de motores que
sólo hace una fracción del volumen de bloques.
Buena geometría de los cilindros. Debido al lento desgaste de las piedras, la cilindricidad y
rectitud son muy consistentes a través de muchos motores. Nuevamente ésto es de menor
importancia para el rectificador ya que cada cilindro es individualmente bruñido e
inspeccionado.
Refrigerante con base acuosa. El bruñido con piedras de diamante puede hacerse
empleando fluidos de corte sintéticos a base de agua, lo que le permite a los fabricantes de
equipo original reducir el uso de hidrocarburos en sus plantas.
Los fabricantes de equipo original han logrado acabados aceptables, usando equipos
específicos de alto volumen y controles de última generación. Sin embargo, para el
reconstructor de motores hay una serie de desventajas en el uso de piedras de diamante.
Costo. Las piedras son costosas, haciendo prohibitivo para el rectificador el tener varios juegos
de distinta graduación.
Tamaños específicos. Para que las piedras corten adecuadamente, sus caras de contacto
deben tener un radio coincidente con el diámetro final del cilindro. Caso contrario sólo cortarán
con sus bordes o con un área central angosta, lo que resulta en altas presiones y acabado
inconsistente. Debido a su lento desgaste, es necesario tener un juego de piedras ajustado
para cada diámetro de cilindro.
Apariencia pobre de la superficie bruñida. La desventaja mayor del bruñido con piedras de
diamante es el acabado típicamente generado, desgarrado y pulido. Este es el resultado de la
falta de desgranado de las piedras. Los fabricantes de equipo original minimizan esta condición
mediante el uso de máquinas de bruñido muy elaboradas de dos etapas, controladas por
computadora, y en algunos casos cepillando las superficies bruñidas para eliminar algo del
metal fragmentado. Sin embargo, la operación de cepillado no elimina el metal arrancado y
aplastado dentro de las ranuras del entrecruzado.
Cuando se usan piedras de diamante, debe tenerse cuidado y seguir procedimientos estrictos
para obtener una superficie bruñida adecuada.
Procedimiento Federal-Mogul para el Asentamiento de Motores
Verificaciones y ajustes preliminares
Los botadores deben ajustarse para funcionar
en un área lo más cercana posible al centro de
su carrera. Deben ajustarse el suministro de
combustible y el encendido. Debe usarse
aceite lubricante e instalarse un nuevo filtro de
acuerdo a las especificaciones del manual del
conductor. No use aceite de ablande que no
cumpla con las especificaciones. Prelubrique el
motor y el turbocargador con un tanque a
presión o un prelubrícador conectados a la
galería de lubricación, o mediante el mando
mecánico de la bomba de aceite, a fin de
suministrar aceite a todos los conductos de
lubricación.
Una causa común de rozamiento y
atascamiento de las partes, cuando se pone en
marcha un motor por primera vez, es la falta de
Procedimiento de Ablande
Los motores armados con anillos de pistón
Sealed Power no requieren un ablande
prolongado. Evite los periodos largos de ralentí o
arrastre excesivo del motor.
La operación moderada del motor permitirá un
asentamiento inmediato de los anillos. Nosotros
sugerimos que se sigan cuidadosamente los
procedimientos establecidos por el fabricante de
equipo original.
Los cambios en el diseño de los motores, los
controles de emisiones más severos y los anillos
de pistón presentados, han hecho que cambie la
forma en que los motores de gasolina y diesel son
inicialmente asentados. Los procedimientos de
ablande perimidos resultarán en daños al motor y
la anulación de su garantía.
lubricación llamada "arranque en seco" Esto
puede ocurrir en un corto periodo, antes que el
aceite bajo presión alcance a los cojinetes y
otras partes vitales del motor, siendo
minimizado por la prelubricación adecuada.
Puesta en marcha inicial
Ponga en marcha el motor y hágalo funcionar
entre las 1000 y 1500 r.p.m., vigilando la
presión de aceite. De no observarse,
inmediatamente, presión de aceite, detenga el
motor y verifique el sistema de lubricación.
Cuando se observe la presión de aceite
adecuada, haga funcionar el motor en ralentí
rápido hasta que el refrigerante alcance la
temperatura normal de operación, detenga
entonces el motor y vuelva a verificar los
niveles de aceite y refrigerante. De requerirse,
vuelva a apretar la o las tapas de cilindros,
efectúe los reajustes necesarios y verifique por
fugas de aceite y refrigerante, corrigiéndolas
de ser necesario.
Prácticas nocivas
• Evite el arrastre bajo cualquier condición de
carga. El arrastre del motor se produce cuando el
vehículo no responde inmediatamente al
acelerador La velocidad del motor demasiado
baja, no le permite desarrollar suficiente potencia
para tirar" la carga.
• Evite largos periodos en ralentí. El ralentí
excesivo, además de otros daños, baja la
temperatura del motor y puede resultar en la
combustión incompleta. El combustible no
quemado lavará el aceite de las paredes de los
cilindros, resultando en dilución de aceite, estas
condiciones promueven el glaseado de las
paredes de los cilindros y el rozamiento de las
partes móviles.
El uso de los juegos de Fax Film de Federal-Mogul y su análisis en Laboratorio
El fax film es el método más rápido y económico
de examinar la superficie de los cilindros. A
través de una impresión de la superficie hecha
con materiales especiales, una persona
entrenada puede examinar las características,
reconocer los problemas y recomendar
soluciones. Otro método relativamente fácil es el
trazado de la superficie. Este requiere del uso
de equipo especial que es más caro, pero que
brinda mayor información acerca del tipo de
superficie del cilindro. Ambos, el fax film y el
trazado de superficie son ensayos no
destructivos. Los otros dos métodos de
evaluación son destructivos, requieren equipo
especial de laboratorio, son tediosos y caros.
Las evaluaciones por medio de una sección
transversal y del microscopio electrónico (SEM),
pueden ser necesarias para la resolución de
problemas complejos
Una sección transversal se hace cortando una
porción del cilindro y montándola como probeta
metalúrgica. Entonces puede ser examinada al
microscopio para determinar la naturaleza de
características tales como la superficie dañada
del metal, que no puede ser observada por otro
método, se muestra un ejemplo en la Figura 3.
La observación en el microscopio electrónico
también requiere del corte de una pequeña pieza
del cilindro, la que se coloca en una cámara al
vacío para examinar su superficie en gran
detalle, con alta ampliación. Se ve un ejemplo de
imagen SEM de la superficie de un cilindro en la
Figura 4.
La mayoría de los problemas pueden ser
resueltos por medio del fax film. El personal
técnico de Federal-Mogul está entrenado para
tomar impresiones de fax film adecuadas, y
cuenta con lo necesario para hacerlo, refiérase a
los Apéndices B y C. Los trazados de superficie
pueden llegar a ser necesarios y su ejecución
pueden también concertarse a través del
personal técnico. Los otros métodos serán
recomendados por el personal de laboratorio
cuando se encuentren con un problema muy
difícil.
Apéndice AAcabados Especiales - Referencias Técnicas
A través de este texto hemos tratado los
números asignados a la textura superficial
representativa del acabado deseado de los
cilindros. Hemos tratado el tema del acabado de
superficie y alentado al lector a profundizar en
este tema, sí así lo desea.
A medida que se mecaniza una pieza (aquí
limitaremos nuestro objetivo al rectificado y
bruñido de cilindros), se fracturan o arrancan de
su superficie virutas o partículas de metal. La
superficie dejada queda deforme, con rayaduras,
marcas de herramientas o de abrasivo.
Esta superficie mecanizada cuenta ahora con
tres parámetros básicos: rugosidad, ondulación y
forma. Para medir esta superficie y asignarle un
número basado en un parámetro, nosotros
usamos un instrumento llamado rugosímetro. En
un extremo del instrumento, se encuentra un
brazo con una púa (de piedra preciosa),
caracterizada por una dimensión y facetado
específicos para superficies específicas. Con el
instrumento en posición, el brazo se mueve
longitudinalmente hacia adentro y afuera en una
distancia corta, midiendo la superficie palpada
por la púa, en este caso las crestas y los valles
Ra Promedio de Rugosidad; previamente
llamado AA - Promedio Aritmético o CLA
Promedio de Línea Central.
Rq Raíz Cuadrada Promedio o RMS
Plus Rp, Rk, R máx., Rv Rz, Rvm y Rzm
Téngase en cuenta que algunos rugosímetros
pueden ser muy sofisticados en relación a
gráficos y opciones de filtrado, y abarcan todos
los parámetros.
Utilizando ya sea Ra o Rq, junto con otros
mencionados, obtendremos un registro claro y
conciso de nuestra superficie bruñida, que nos
permitirá determinar si su acabado es
compatible con los anillos de pistón escogidos.
De acuerdo con la tecnología actual de bruñido
y aplicando la velocidad de rotación, velocidad
lineal, aceite refrigerante, aglomerante y
abrasivo correctos, nosotros podemos lograr el
acabado de superficie de cilindros exacto,
según los valores Ra o Rq (RMS)
recomendados por el fabricante de los anillos de
pistón.
dejados por la operación de bruñido.
Es muy importante que el lector entienda que no
se puede caracterizar completamente un aspecto
definido del acabado de superficie con sólo un
parámetro. Es en este punto que, entendiendo la
amplitud de los parámetros (son más de 20) el
estudio de las superficies bruñidas puede
tornarse científico y muy complejo. Manteniendo
nuestro enfoque en el lado menos complejo,
citaremos aquí algunos de los principales
parámetros, que, a menudo, necesitamos
conocer
Los valores numéricos obtenidos por el
rugosímetro son bastante exactos. Cuanto más
bajo el número más suave la textura de
superficie.
El rectificador debe contar con el equipo de
bruñido y usar las técnicas adecuadas para
lograr consistentemente los valores Ra y Rq
(RMS) de 10-30 µ in. o 0,25 - 0.75 µ m, sin
olvidar que el cilindro debe ser recto y redondo
a todo lo largo.
Apéndice BFax Film, Hoja de Datos
Solvente de fax film: Se hace disolviendo
aproximadamente 30cm de fax film en una
onza de acetona.
Artículos misceláneos: Fluidos de limpieza
tales como: desengrasante, acetona u otros
comparables, trapos, algodón, pincel pequeño,
guante de goma.
Procedimiento para el uso del fax film:
1. Escoja un área del cilindro y limpíela
totalmente.
a. Frote la superficie con un trapo seco.
b. Desengrase el área con un trapo limpio y la
solución de limpieza.
c. Finalmente, limpie la superficie con un
algodón impregnado en la solución de limpieza
(acetona). Repita ésto hasta que el algodón
salga totalmente limpio.
2. Usando un pincel limpio, aplique una
pequeña cantidad de solvente de fax film
cuidando de que no se formen burbujas.
3. Inmediatamente aplique una tira de film
cuidando de que no se formen burbujas,
aproximadamente una pulgada de largo de fax
film, y presione con un dedo de 20 a 30
segundos sin mover la tira, usando el guante
para evitar las impresiones digitales. Debe
tenerse cuidado para evitar que el solvente
entre en contacto con el exterior de la tira. Un
exceso de solución derretirá la tira.
4. Se requieren aproximadamente 5 minutos
para el secado, aunque ésto dependerá de la
temperatura y las corrientes de aire. Cuando la
tira se haya secado satisfactoriamente, podrá
desprenderse fácilmente. Si se la debe
desprender como si fuese cinta adhesiva, será
una indicación de que no se ha secado lo
suficiente, provocando el que se arquee.
5. Coloque el fax film en el marquito de montaje,
con el lado de la impresión hacia el emblema y
la parte superior del cilindro hacia arriba, e
identifíquelo.
