COMBUSTIBLES LOS COMBUSTIBLES USADOS PARA MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA ESTÁN CONSTITUIDOS POR UNA MEZCLA DE HIDROCARBUROS QUE SE DIFERENCIAN ENTRE SI.

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1 COMBUSTIBLES LOS COMBUSTIBLES USADOS PARA MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA ESTÁN CONSTITUIDOS POR UNA MEZCLA DE HIDROCARBUROS QUE SE DIFERENCIAN ENTRE SI POR LA ESTRUCTURA DE SUS MOLÉCULAS. LA ESTRUCTURA Y MAGNITUD DE LAS MOLÉCULAS ASÍ COMO LA RELACIÓN NUMÉRICA DE SUS ÁTOMOS DE HIDROGENO Y CARBONO DETERMINAN EL COMPORTAMIENTO DE LOS COMBUSTIBLES EN EL MOMENTO DE QUEMARSE DENTRO DEL MOTOR.

2 ESTRUCTURA Las moléculas de hidrocarburo están constituidas o bien en forma de cadena o en forma de anillo.

3 OBTENCIÓN La materia prima más importante indudablemente para la obtención de combustibles es el petróleo. El gas natural y el carbón tienen sólo una importancia secundaria en cuanto a la obtención de combustible.

4 Los muchos hidrocarburos contenidos en el petróleo no son todos apropiados para gasolina o gasoil. La mayor parte debe transformarse por procedimientos químicos. La obtención del producto final se realiza por dos caminos en refinerías: Separación(destilado o filtrado) o transformación.(craqueo o reformado).

5 PROCESOS DE FORMACIÓN DE LOS COMBUSTIBLES

6 PROPIEDADES COMBUSTIBLES PARA MOTORES DE GASOLINA En los motores de gasolina el combustible debe gasificar fácil y totalmente. El porcentaje de combustible gasificado hasta 700°C debe ser por un lado tan grande que el motor arranque con seguridad en frio, pero sin que exista peligro de formación de burbujas de vapor con el motor caliente.

7 Hasta 180°C debe haberse gasificado el 90% del combustible, de forma que sobre todo con el motor todavía frio pueda evitarse la dilución del aceite de engrase debido al combustible no gasificado. Resistencia al pistoneo (ROZ, MOZ): A una alta temperatura de autoencendido de la gasolina le corresponde una resistencia al pistoneo elevada. Esta resistencia se determina por el índice de octano de «research. (ROZ) y el índice de octano del motor (MOZ).

8 Ambos índices de octano se determinan en el motor CFR (relación de compresión variable), por comparación con un combustible de referencia formado por isooctano (=100) y heptano normal (=01). El volumen de isooctano del combustible de referencia, que tiene la misma intensidad de pistoneo que el combustible ensayado, es su índice de octano. El MOZ es menor que el ROZ, ya que se determina con un número de revoluciones más alto y con precalentamiento de la mezcla a 150°C.

9 Para aumentar la resistencia al pistoneo puede adicionarse al combustible una mezcla de tetrametilo de plomo (TMLI) y tetraetilo de plomo (TELI). Para alcanzar el índice de octano mínimo indicado en la norma DIN 51600 (gasolina normal ROZ 91, gasolina súper ROZ 97.41) se añaden a menudo aromáticos como el tolueno y el xileno, o alcoholes como el metanol.

10 COMBUSTIBLES DIÉSEL Tienen que ser tan propicios a la combustión como sea posible, para evitar el encendido retardado. La inflamabilidad se define por el número de cetano CaZ. Cuanto más hidrocarburos con moléculas de estructura en cadena contenga un combustible Diésel tanto más propicio es al encendido. El número de cetano de los combustibles para vehículos con motor Diésel debe ser en lo posible superior a 45.

11 El cetano es el componente del combustible que se toma como tipo o patrón para los combustibles de motores Diésel; en realidad es llamado n-hexadecano (C16H341) y es un hidrocarburo de estructura en cadena sencilla, del grupo de las parafinas. El Reglamento sobre líquidos combustibles y el «Reglamento técnico sobre líquidos combustibles» de Alemania Federal contienen las disposiciones legales sobre la construcción y el funcionamiento de instalaciones para almacenamiento, trasiego y transporte de Iíquidos inflamables. Los carburantes ligeros (combustibles para motores Otto) tienen un punto de inflamación por debajo de los 21°C y entran, por lo tanto, en el grupo A, clase de peligro I. Los combustibles Diésel tienen el punto de inflamación comprendido entre los 55°C y los 100°C y entran en el grupo A, clase de peligro III.

12 Preguntas de repaso : 1. ¿De qué elementos químicos están constituidos los combustibles para motores? 2. ¿Qué dos tipos fundamentales de estructura molecular presentan las moléculas de los combustibles? 3. ¿Qué se entiende por ROZ? 4. ¿Qué propiedades debe tener el combustible para motores Otto? 5. ¿Qué producto antipistoneo se añade principalmente a la gasolina? 6. ¿Cómo se define la inflamabilidad de un combustible Diésel?

13 1. Los elementos químicos de los combustibles se componen de hidrocarburos que se diferencian entre sí por la estructura de sus moléculas. 2. La estructura molecular de las moléculas de hidrocarburo está constituida en forma de cadena o en forma de anillo. 3. Es el índice o número de octano de investigación (“research”), sirve para determinar la resistencia al pistoneo. 4. En los motores de gasolina el combustible debe gasificar fácil y totalmente. 5. Para aumentar la resistencia al pistoneo puede adicionarse al combustible una mezcla de tetrametilo de plomo (TMLI) y tetraetilo de plomo (TELI). Debido a la toxicidad generada en los gases de escape se limita o elimina su uso. 6. Tienen el punto de inflamación comprendido entre los 55°C y los 100°C y entran en el grupo A, clase de peligro 111.

14 LUBRICANTES

15 ¿QUÉ SON LUBRICANTES? Un lubricante es una sustancia que, colocada entre dos piezas móviles, no se degrada, y forma asimismo una capa que impide su contacto, permitiendo su movimiento incluso a elevadas temperaturas y presiones.

16 OBTENCIÓN En los automóviles se emplean por lo general únicamente aceites lubricantes que se obtienen partiendo del petróleo. Los hidrocarburos de los aceites lubricantes se obtienen por destilación al vacío, es decir, bajo una gran depresión. El producto destilado así obtenido se purifica, además, de componentes no deseables mediante refino con disolventes, ácidos y tierras decolorantes (tierra de Fuller). Después del refino los aceites de base ya limpios se enriquecen todavía, mediante adición de productos específicos (aditivos), en propiedades especiales tales como protección contra envejecimiento, protección anticorrosiva, supresión de la formación de espumas, etc.

17 GRASAS LUBRICANTES Las grasas lubricantes son lubricantes semisólidos (pastosos). Se obtienen por emulsión de jabones en aceites minerales. De entre los lubricantes sólidos los más frecuentemente usados son el grafito y el disulfuro de molibdeno. El disulfuro de molibdeno es una combinación de molibdeno y azufre (MoSz); el grafito es carbono puro.

18 PROPIEDADES Su facultad de hacer resbaladizas las superficies sobre las cuales se aplican. Que se adhiera bien al metal y que sea resistente a la presión. El aceite de engrase debe también refrigerar, obturar, limpiar proteger de la corrosión y amortiguar los ruidos.

19 Las piezas del motor que no pueden ceder su calor directamente al medio refrigerante tienen que ser refrigeradas mediante el aceite lubricante. Las impurezas tales como, por ejemplo, residuos de la combustión y partículas de desgaste de los metales tienen que ser eliminados mediante arrastre por el aceite. De especial importancia para el poder lubricante de los aceites es su viscosidad.

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21 VENTAJAS DE LOS ACEITES a) Disminución de la dependencia entre la viscosidad y la temperatura. b) Descenso del punto de congelación. c) Elevación de la resistencia de la película lubricante. d) Disminución de la oxidación y con ello del envejecimiento de los aceites. e) Protección frente a depósito de impurezas. f) Disminución de la corrosión. g) Inhibición de la formación de espumas al bombear el aceite, presión.

22 SISTEMA DE CLASIFICACIÓN DE LOS ACEITES PARA MOTORES SO - Aplicación en motores de gasolina de automóviles camiones; años 1968· 71. Mayor protección contra sedimentación a alta y baja temperatura. SE Mayor protección que en los aceites SO; para motores de gasolina a partir del año 1972. CB Aplicación en motores Diésel sobrealimentados, con condiciones de servicio regulares. CD Aplicación en motores Diésel sobrealimentados con altas revoluciones, o sea con condiciones de servicio duras. Protección contra la corrosión de cojinetes, desgaste y sedimentación. Para aceites para cajas de cambio y líquido de cajas automáticas (SGF)

23 PREGUNTAS DE REPASO 1. ¿Qué propiedades de los aceites lubricantes pueden ser influidas mediante aditivos? 2. ¿Qué clasificaciones hay para los aceites lubricantes de automóviles? 3. ¿Qué se entiende por aceite multigrado? 4. ¿Qué grupos de fabricación se distinguen en las grasas lubricantes? 5. ¿Qué ventajas presentan los lubricantes sólidos?

24 1. La viscosidad, resistencia a las grandes temperaturas, descenso del punto de congelación. Elevación de la resistencia de la película lubricante. Disminución de la oxidación y con ello del envejecimiento de los aceites. Protección frente a depósito de impurezas. Disminución de la corrosión. 2. SO - Aplicación en motores de gasolina de automóviles camiones; años 1968· 71. Mayor protección contra sedimentación a alta y baja temperatura. SE Mayor protección que en los aceites SO; para motores de gasolina a partir del año 1972.CB Aplicación en motores Diésel sobrealimentados, con condiciones de servicio regulares.CD Aplicación en motores Diésel sobrealimentados con altas revoluciones, o sea con condiciones de servicio duras. Protección contra la corrosión de cojinetes, desgaste y sedimentación.Para aceites para cajas de cambio y líquido de cajas automáticas (SGF)

25 3. Un aceite multigrado es un lubricante diseñado originalmente para trabajar en aplicaciones donde los cambios de temperatura son considerables. son aceites para engrase de motores que cubren más de una clase de viscosidad. 4. Grasas de jabones calcáreos: hidrófugas - sensible a la temperatura - (grasa lubricante).Grasas de jabones sódicos: sensible al agua - resistente a la temperatura - (grasa para rodamientos).Grasas de jabones de litio: hidrófugas - resistentes a la temperatura - grasa para usos múltiples. 5. Se caracterizan por su muy elevada resistencia a la temperatura y por su alta capacidad de carga a compresión.son adecuados para la formación de películas lubricantes secas o para ser adicionados a los aceites y las grasas lubricantes. Esto se refiere especialmente al grafito y al disulfuro de molibdeno

26 MOTOR OTTO DE 4 TIEMPOS MAQUINA MOTRIZ EMPLEADA EN AUTOMÓVILES DE TURISMO Y MOTOCICLETAS PESADAS

27 CONSTITUCIÓN Cigüeñal: mecanismo de accionamiento Pistón Biela: transmite el movimiento al cigüeñal

28 MODO DE TRABAJAR Un ciclo de trabajo se desarrolla en 2 vueltas del cigüeñal Admisión Compresión Explosión o expansión Expulsión

29 TIEMPO DE ADMISIÓN Una mezcla de oxigeno y combustible ingresa por el múltiple de admisión Se genera en PMS hasta PMI La VA se abre 45° antes del PMS La VA no se cierra asta 35° a 90° después del PMI

30 TIEMPO DE COMPRESIÓN

31 TIEMPO DE EXPANSIÓN Se realiza con un salto de chispa El tiempo entre el salto de chispa y el desarrollo de llamas es de 1/1000 Segundos La chispa debe saltar entre 0° y 40° antes del PMS

32 TIEMPO DE EXPULSIÓN La VE se abre entre 40 y 90° antes del PMI Los gases salen a una velocidad del sonido Humo negro: se esta produciendo un mezcla demasiada rica Humo azul: quema de aceite en los cilindros

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35 En la carrera descendente del pistón, a través de la válvula de admisión abierta se aspira aire fresco filtrado.

36 Con las válvulas cerradas el pistón empieza su carrera ascendente y comprime el aire aspirado. La relación de compresión está entre 14 y 22.Por medio de esta elevada compresión que llega a presiones de unos 30 a 55 bar, el aire alcanza temperaturas entre 700 y 900°

37 El combustible inyectado al final de la compresión se vaporiza a la alta temperatura reinante y se mezcla con el aire caliente. La mezcla se inflama espontáneamente. La presión impulsa al pistón hacia abajo.

38 A través de la válvula de escape abierta, los gases quemados salen del cilindro a causa de la presión y son empujados por el pistón hacia el escape. La temperatura de los gases es aún de 550 a 750° C.

39 DIAGRAMA DE TRABAJO Si se lleva el transcurso de las presiones durante las cuatro carreras de un ciclo de trabajo sobre el recorrido del pistón obtendremos el diagrama del trabajo producido en el cilindro. Podremos determinar si un motor esta cumpliendo su ciclo correctamente mediante la utilización de un osciloscopio, midiendo la compresión de cada cilindro, etc Estas pruebas nos ayudaran a determinar también el estado del motor y su correcto funcionamiento.

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41 DIAGRAMA DE MANDO Si se disponen los tiempos de abertura y cierre de las válvulas de admisión y de escape como ángulo de la rotación del cigüeñal en grados, se obtiene el diagrama de mando o de maniobra que nos da una visión sobre los tiempos de maniobra de las válvulas y de solape de las mismas. Los tiempos de abertura de las válvulas y la forma de las levas de mando se determinan para cada tipo constructivo mediante ensayos de tal modo que el motor dé la potencia máxima o momento de giro posibles. Por regla general, los ángulos desde la abertura de la válvula hasta su cierre son tanto más grandes cuanto más elevado es el número de revoluciones de régimen del motor

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43 NUMERACIÓN DE CILINDROS, ORDEN DE ENCENDIDO Y VELOCIDAD DEL PISTON Numeración de cilindros; según la norma DIN 7302, la numeración de los cilindros se empieza por el la opuesto a aquel por donde se realiza la cesión de energía del motor. "SABER PARA SER“43

44 "SABER PARA SER“44

45 ORDEN DE ENCENDIDO Los 4 tiempos deben distribuirse para los dos giros del cigüeñal, cada cilindro en una etapa diferente, la distancia entre encendidos en un motor de dos cilindros es de 360°, en uno de cuatro cilindros de 180°, en uno de seis cilindros de 120° y en uno de ocho 90°. "SABER PARA SER“45

46 "SABER PARA SER“46

47 VELOCIDAD DEL PISTÓN Se trabaja con una velocidad media del pistón de 16 rn/s, para obtener un mayor numero de revoluciones la relación entre carrera y diámetro del cilindro es de 1 : 1 a 0,8 : 1. "SABER PARA SER“47

48 CURVAS CARACTERÍSTICAS DEL MOTOR, POTENCIA POR VOLUMEN DE CILINDRADA Y PESO POR UNIDAD DE POTENCIA El modo de ser (la característica) de un motor se deduce "de los valores de potencia, momento y consumo específico de combustible medidos en el banco de pruebas para velocidades distintas. Si se llevan esos valores como ordenadas sobre los números de revoluciones resultan mediante unión de los puntos correspondientes las curvas que llamamos características del motor.

49 TIPOS DE CURVAS CARACTERISTÍCAS PLENA CARGA: se entiende por plena carga la que un motor puede soportar sin que caiga el número de revoluciones, con el mayor aporte posible de combustible. Los valores así determinados en todo el intervalo del número de revoluciones con diferentes cargas sirven de punto de partida para el trazado de las curvas de momento de giro, de potencia y de consumo específico de combustible. De ese trazado pueden deducirse el momento máximo, la potencia máxima y el consumo mínimo de combustible para el número de revoluciones que interese. CARGA PARCIAL: son importantes también las mediciones a carga parcial. Para ello, se realizan varias series de ensayos a diferente número de revoluciones, de modo que el número de revoluciones se mantenga constante con la carga correspondiente en los frenos para cada una de las distintas series de ensayos, mientras la cantidad de combustible aportada se modifica mediante el ajuste de la mariposa. Esta gráfica dará como resultado isolíneas de consumo específico que determinarán dónde se encuentra el óptimo del motor.

50 POTENCIA POR CILINDRADA

51 El aumento de la potencia por cilindrada y el ahorro de peso de los motores rápidos de automóvil contrastan con los grandes motores Diesel de marcha lenta los cuales para un peso por unidad de potencia de aproximadamente 110 kg/kW dan en números redondos sólo 1,5 kW/1 de cilindrada.

52 FUNCIONES DEL PISTON Tiene que cerrar y obturar de modo móvil la cámara de combustión del motor respecto al cárter o caja de cigüeñal. Tiene que recibir la presión de los gases formados en la combustión y a través de la biela transmitirla al cigüeñal como fuerza de torsión. Tiene que transmitir el calor cedido por los gases de combustión a la cabeza del pistón en su mayor parte y tan rápidamente como sea posible, a las paredes del cilindro y con ello al medio refrigerante empleado

53 FUERZA LATERAL El pistón es comprimido alternativamente contra la pared del cilindro. Para aminorar estos movimientos del pistón el juego del mismo dentro del cilindro deberá ser pequeño y la longitud del vástago tan larga como sea posible. Con el mismo objeto se dispone también algunas veces el bulón del pistón de modo (fig. 2- 11) que su eje quede desplazado respecto al eje geométrico del pistón unos 0.5 a 1.5 mm (descentrado).

54 ROZAMIENTO El vástago del pistón, las ranuras para los aros y los cubos para el perno están solicitados a fricción. El rozamiento y el desgaste que ello comporta deben ser disminuidos tanto como sea posible mediante una adecuada elección de los materiales, cuidadoso mecanizado de las superficies de deslizamiento y correcta lubricación.

55 CALOR Debido a la combustión de la mezcla combustible- aire se producen en la cámara de combustión temperaturas que oscilan entre los 2000°C y los 2500°C. Una gran parte del calor de la combustión pasa a través de la cabeza del pistón, de la zona de los aros y a través de estos mismos y llega al cilindro que está refrigerado. También el aceite lubricante sustrae calor. A pesar de todo esto en los pistones de metalliger la cabeza tiene temperaturas de régimen que llegan a los 250°C a 350°C y en el vástago del pistón hasta los 150°C

56 MATERIALES PARA LOS PISTONES

57 CONSTITUCION La forma de la cabeza del pistón resulta también influida por la de la cámara de compresión y por la disposición de las válvulas. El vástago del pistón sirve para guiar el pistón en el cilindro. Transmite también a la pared del cilindro los esfuerzos laterales que se producen con el movimiento de la biela.

58 FORMAS CONSTRUCTIVAS DE LOS PISTONES Los pistones, según sea su ejecución, pertenecen a una de las formas constructivas siguientes: Pistones mono metálicos Pistones de regulación Pistones con anillo de refuerzo Pistones con refrigeración forzada por aceite (pistones con canales de refrigeración) y pistones compuestos.

59 PISTONES MONOMETALICOS Los pistones mono metálicos son pistones moldeados o forjados con vástago sin rebajar y pistones para motores de dos tiempos que constan de un solo material

60 PISTONES DE REGULACION Son pistones con dispositivos (por ejemplo, piezas suplementarias de acero) que influyen en la dilatación térmica. Se emplean en motores Otto y diésel y cumplen todas las exigencias en cuanto a bajo nivel de ruido, poco gasto de aceite y seguridad frente al agarrotamiento o gripado.

61 PISTONES CON ANILLO DE REFUERZO La ranura para el aro superior está en un «porta aros» de hierro fundido especial, bien unido al material del pistón, lo que le proporciona una protección especial contra las temperaturas y presiones elevadas.

62 PISTONES CON REFRIGERACION FORZADA POR ACEITE En los motores sobrealimentados, el pistón tiene que ser refrigerado, a causa de la gran carga térmica (más de 250°C en la ranura del aro superior) por medio de un canal de refrigeración encastrado en la zona de aros, que se llena con aceite de motor a través de una tobera de inyección. Gracias a la «acción agitadora» del pistón al subir y bajar, el aceite es empujado por el canal de refrigeración.

63 AROS O ANILLOS Estos son tres diferentes Los dos primero de compresión o El primero de explosión El segundo de compresión El tercero de aceite

64 Los aros de compresión se encargan del cierre estanco del pistón en el cilindro con respecto al cárter. Con esto se evita que los gases pasen al Carter y provoquen perdida de potencia y deterioro del aceite Además estos anillos se encargan en trasferir el calor del pistón al cilindro refrigerado El de aceite encargado en escurrir el aceite de las paredes del cilindro, evita que pase aceite a la cámara y no genere consumo de aceite

65 PROPIEDADES Y MATERIALES Los aros del pistón deben ser elásticos y no deben deformarse de modo permanente (al momento de montarlos en el pistón) ni al momento de comprimirse a su medida nominal Debe cumplir una media de tolerancia con el cilindro por que al momento de dilatarse no debe ajustarse. Esto se denomina luz entre puntas que debe ser de 0.005’’ hasta 0.040’’ dependiendo el diámetro del cilindro. El material debe ser de buenas propiedades de deslizamiento, elevada elasticidad y resistencia a altas temperaturas.

66 Deben ser de fabricación sencilla y económica Los aros normales son de función de hierro o fundición mejorada (que son fundidos con grafito esferoidal o acero de alta aleación) Tiene capas de protección (oxido o fosfato de hierro, estaño, molibdeno y cromo) el ultimo no muy deslizante. No deben usarse con baños de cromo si el cilindro tiene capa de cromo duro pues no podría deslizarse.

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68 PERNO DEL PISTÓN Y SEGUROS El perno es una pieza de unión entre el pistón y la biela. Su rápido movimiento de vaivén juntamente con el pistón exige que tenga una masa pequeña en caso contrario las fuerzas de aceleración será demasiado grandes. Tiene que ser resistente a los movimientos bruscos del pistón. Dureza superficial para disminución de desgaste y exactitud de fabricación

69 MATERIALES Para su fabricación debe usarse aceros cementados y nitrurados Para motores diésel es preferible utilizar aceros cementados con cromo.

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71 SEGUROS PARA PERNOS DEL PISTÓN Tiene por misión evitar que el perno se corra y dañe la pared del cilindro. Consisten en anillos de acero que flexean radialmente disponen de ojales para las pinzas o tenazas de montaje. La medida depende del tamaño del perno, tienen canales a medida en el pistón donde son montados.

72 BIELA

73 MISIÓN Sirve de unión entre el pistón y el cigüeñal Transforma el movimiento rectilíneo alternativo del pistón en el movimiento rotativo del cigüeñal.

74 PARTES DE LA BIELA

75 MATERIAL El material empleado para las bielas son acero con un 0.35% y 0.45% de carbono aleado con cromo o manganeso, silicio o cromo y molibdeno Las bielas para motores de competición son también de aleaciones de titanio

76 PERTURBACIONES Y TRABAJOS DE TALLER El desgaste y los deterioros de los cojinetes se detectan por un ruido golpeante. Control de la tolerancia de peso, esta tolerancia debe ser de un valor entre 5 g y 10 g Cuando los casquillos de biela presenten desgaste o deterioros, tienen que ser cambiados.

77 PROCESO PARA EL MONTAJE DE LA BIELA PISTON Calentar la biela impecable a unos 250°C ó 300°C. Para facilitar el montaje, el perno de pistón puede su enfriarse por medio de nieve carbónica o introduciéndolo en una cámara frigorífica de este modo, sus dimensiones disminuyen. Colocar el pistón en el soporte de forma, centrándolo con cuidadc sobre el mandril de tope. Introducir la biela caliente en el pistón y centrarla bien en el ojo. Introducir el mandril de guía por el taladro superior hasta que e perno de pistón refrigerado montado sobre el perno de montaje haga contacto leve con el ojo de la biela. Desplazamiento rápido, de una sola vez, hasta hacer contacte (posición final) en el mandril de tope.

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79 CONSIDERACIONES PARA EL MONTAJE BIELA CIGÜEÑAL La biela debe tener un juego lateral en el muñón, para compensar diferencias de dilatación térmica entre cigüeñal y bloque de cilindros. Para el apriete de los tornillos de dilatación se lo deben hacer con una llave dinamométrica El momento de giro necesario viene dado en las instrucciones de las casas fabricantes.

80 CIGÜEÑAL Misión El cigüeñal es una pieza que transforma la el movimiento rectilíneo del pistón-biela en movimiento circular y lo transmite a la trasmisión. Solicitaciones En cada carrera pistón y biela deben ser acelerados y desacelerados por el cigüeñal en la cual aparecen fuerzas de inercia, centrifugas por lo cuales debe soportar grandes esfuerzos(compresión, flexión, tracción, y torción).

81 MATERIALES DE FABRICACION El cigüeñal se fabrica de acero mejorado, de acero nitrurado o de hierro fundido con grafito esferoidal, los cuales debe soportar grandes esfuerzos(compresión, flexión, tracción, y torción). Los cigüeñales de acero se forjan en estampa, mientras que los de hierro fundido con grafito esferoidal tienen una fundición nodular.

82 PARTES DEL CIGÜEÑAL

83 COJINETES DEL CIGÜEÑAL Tienen la misión de servir de apoyo y guiar al cigüeñal. Se hacen casi siempre en forma de cojinetes de fricción partidos, igual que los de las bielas. Uno de los cojinetes del cigüeñal esta diseñado como cojinete de guía, este evita el desplazamiento axial del cigüeñal que podría sobrevenir por la acción del embrague. El cojinete de guía tiene a ambos lados un collar o arandelas de empuje

84 LUBRICACION DEL CIGÜEÑAL La lubricación del cigüeñal se realiza con el aceite del motor que generalmente se manda a los cojinetes del cigüeñal mediante una bomba de aceite y a través de conductos de aceite. Los casquillos de cojinetes tienen un agujero pasante y frecuentemente van provistos de una ranura angular. AMORTIGUADOR DE OSCILACIONES El cigüeñal, a consecuencia de los impulsos por las explosiones en los cilindros, esta sometido a oscilaciones giratorias. SI a estas vibraciones determinados numero de revoluciones coinciden con la frecuencia de oscilación (# de revoluciones criticas) del cigüeñal, puede aumentar en amplitude y romper el cigüeñal

85 PREGUNTAS DE REPASO 1.- ¿Que misión cumple el cigüeñal? Transformar la fuerza del pistón trasmitida por la biela en un par de fuerzas, creando un momento de giro 2.-¿A que solicitaciones esta sometido el cigüeñal? Fuerzas de inercia, fuerzas centrifugas, torción,flexión y desgaste 3.-¿De que materiales se hacen los cigüeñales? De acero mejorado, de acero nitrurado, o de hierro fundido con grafito esferoidal 4.-¿Qué misión tiene el volante? Tiene la misión de almacenar energía(energía potencial) y cederla después. Gracias a la energía del volante se salvan los tiempos en vacío del motor y los puntos muertos y se equilibra la oscilación en el numero de revoluciones

86 5.-¿Qué misión tienen el cojinete de guía? Evitar el desplazamiento axial del cigüeñal que podría sobrevenir por la acción del embrague. El cojinete de guía tiene a ambos lados un collar o arandelas de empuje 6.-¿Qué misión tiene el amortiguador de oscilaciones giratorias? Amortiguar al cigüeñal si este experimenta oscilaciones en su movimiento giratorio por la inercia del par de discos volantes sobre la superficie de fricción. 7.-¿Cómo puede comprobarse el juego del cojinete del cigüeñal? Mediante el muñón y el cojinete con un instrumento de medir interiores y un micrómetro de exteriores.

87 CILINDRO, CULATA, BLOQUE DEL CIGÜEÑAL

88 FUNCIÓN Y SOLICITACIÓN DEL CILINDRO Y LA CULATA El cilindro y la culata tienen que cumplir tres funciones comunes fundamentales: Ambos forman, junto con el pistón, la cámara de combustión. Deben soportar las presiones de combustión y transmitir rápidamente al refrigerante el calor absorbido por ellos durante la combustión. El cilindro sirve también como guía del pistón. El bloque de cilindros y el del cigüeñal constituyen generalmente una sola pieza de fundición. Como materiales se emplea el hierro fundido con grafito laminar o bien aleaciones de aluminio. NOTA: El término solicitación se emplea en ingeniería estructural para designar algún tipo de acción o fenómeno externo que afecta a una estructura y necesita ser tenido en cuenta en los cálculos estructurales.

89 LAS PROPIEDADES MÁS IMPORTANTES DEL MATERIAL DE LOS CILINDROS SON: Poca dilatación, Buena conductividad térmica, Alta resistencia al desgaste, Buenas propiedades de deslizamiento y gran resistencia.

90 FORMA DE LOS CILINDROS CILINDROS REFRIGERADOS POR AGUA El agua de refrigeración es suministrada a la parte inferior del bloque por la bomba de agua, refrigera sobre todo las paredes de los cilindros y fluye por los conductos hasta la culata. La camisa de cilindro húmeda Está directamente bañada por el agua de refrigeración. Con ello resulta un buen efecto de refrigeración y se emplea generalmente en motores de gran potencia, donde se necesita una mayor evacuación de calor. El empleo de camisas húmedas tiene la ventaja de que en una reparación del motor queda simplificado el trabajo con un cambio de camisas y que sólo hace falta un tamaño de recambio de pistón.

91 La camisa seca No está en contacto con el agua de refrigeración, sino que está insertada a presión con o sin reborde en el cilindro. Las camisas secas se emplean cuando el cilindro se ha rectificado hasta la última sobre medida admisible, debido a repetidas reparaciones.

92 CILINDROS REFRIGERADOS POR AIRE Los sistemas modernos de enfriamiento por aire están diseñados para que los motores de combustión interna de los autos mantengan una temperatura homogénea entre 82° y 113°C. Estos sistemas son muy confiables ya que no presentan fugas de la sustancia refrigerante pero no son tan eficientes como los que utilizan una sustancia líquida. Se requieren grandes cantidades de este elemento para enfriar el motor, por lo cual su uso está restringido a motores pequeños.

93 FORMA DE LA CULATA La culata forma la tapa superior de la cámara de combustión, y es fijada al bloque por los tornillos de culata, con la junta de culata intercalada. Debe soportar la presión de combustión y está muy solicitada térmicamente por los gases de combustión. Por esta razón debe refrigerarse bien.

94 La culata refrigerada por agua recibe el agua de refrigeración del bloque de cilindros a través de canales de circulación que atraviesa también la junta de culata. Las culatas refrigeradas por aire, las aletas de refrigeración deben poseer una superficie de refrigeración mayor posible con el fin de mejorar la cesión del calor al aire.

95 CÁMARA DE COMPRESIÓN En la cámara de combustión de un motor se produce un proceso fundamental para el movimiento del coche, ya que es en ella donde la mezcla aire-combustible es comprimida por el recorrido ascendente del pistón. El tamaño de la cámara de compresión está determinado por la relación de compresión. La cámara de combustión debe ser un espacio lo más compacto posible y con poca superficie.

96 TIPOS DE CÁMARAS DE COMPRESIÓN SEGÚN LA DISPOSICIÓN DE LAS VÁLVULAS La cámara de compresión de forma oblonga Es clásica de los motores con válvulas laterales, estas cámaras de combustión se emplean muy raramente. La cámara de compresión cilíndrica con válvulas desplazadas Favorece la mezcla a fondo de combustible y aire. A menudo se hace mayor el diámetro de la válvula de admisión.

97 La cámara de compresión en forma de tejado Se aproxima a la forma semiesférica. Este tipo admite también una válvula de admisión aumentada y con ello un llenado mejor. En la cámara de compresión en forma de cuña La zona de aplastamiento está situada enfrente de la bujía.

98 JUNTA DE CULATA Tiene la misión de cerrar herméticamente para el gas la cámara de compresión y evitar las fugas de agua y de aceite de los canales de circulación correspondientes. Este tipo de pieza, concretamente, no sufre averías sino que el principal motivo por el que debe sustituirse es el deterioro.

99 TUBO DE ADMISIÓN El tubo de admisión está dispuesto entre el carburador y el motor tiene la misión de guiar la mezcla combustible-aire desde el carburador al cilindro, y en el caso de los motores policilíndricos se llamé también colector de admisión. Ocasionalmente el colector de admisión, fabricado por regla general de aluminio, esto atornillado al colector de escape, fabricado de hierro fundido, con el fin de facilitar el precalentamiento de la mezcla de combustible y aire cuando el motor está frío. El aire de admisión se regula en este caso mediante un termostato.

100 BLOQUE DEL CIGUEÑAL

101 Generalmente está hecho de hierro fundido, pero a fin de reducir el peso, así como para mejorar la eficiencia de enfriamiento, muchos son hechos de aleación de aluminio.

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103 Función del bloque del cigüeñal Parte superior del bloque No debe dejar salir gases al exterior Materiales del bloque del cigüeñal

104 PLASTIGAGE O CALIBRADOR DE PLÁSTICO Siempre que se ha de hacer algún ajuste de motor, llámese reparación mayor o rectificación, es necesario que verifiquemos el claro de lubricación entre cojinete y muñón de cigüeñal. Este es un paso fundamental ya que de esto depende el funcionamiento optimo del motor evitando ruidos anormales y desgastes prematuros. Un cojinete es una rodadura, reduce la fricción entre un eje, le sirve de apoyo y facilita su desplazamiento.

105 Normalmente se utiliza el plastigage cuando se ha rectificado un motor y queremos asegurarnos que los cortes que se han hecho al motor y claros de lubricación son los correctos Limpie perfectamente las parte del motor que estará ensamblando Corte un trozo de plastigage igual al ancho del cojinete Coloque este trozo sobre el muñón del cigüeñal y coloque la tapa junto con su cojinete. Aplique el torque o apriete correcto a cada tornillo de la tapa del cojinete según especificación del fabricante de vehículo Afloje los tornillos de la tapa y retírela junto con su cojinete, encontrara que el plastigage se ha expandido. Compare la huella dejada por el plastigage Verifique si esta lectura coincide con la que le ha recomendado el fabricante de ese motor.

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107 En este caso se puede observar que la medida que nos solicita un motor Nissan 1.6L GA16DE aplicable a vehículos Tsuru para cojinete de biela es de 0.004 ″ (4 milésimas de pulgada), en este caso debemos utilizar el plastigage o calibrador Rojo para poder realizar esta medición.