El
cárter
es el lugar donde se deposita el aceite lubricante que permite
lubricar el cigüeñal, los pistones, el árbol de levas y otros
mecanismos móviles del motor.
Durante el tiempo de
funcionamiento del motor una bomba de aceite extrae el lubricante del
cárter y lo envía a los mecanismos que requieren
lubricación.
Existen también algunos tipos de motores
que en lugar de una bomba de aceite emplean el propio cigüeñal,
sumergido parcialmente dentro del aceite del cárter, para lubricar
“por salpicadura” el mismo cigüeñal, los pistones y el árbol
de levas.
MOTOR DIESEL
Un
motor diesel es un motor en el cual el encendido se produce por una
alta temperatura que posibilita la compresión del aire al interior
del cilindro de éste por lo tanto se trata de un motor térmico, de
combustión interna. En contraste, los motores a petróleo usan el
ciclo de Otto, en donde el aire y combustible son mezclados antes de
entrar a la cámara de combustión y la ignición bajo compresión no
es deseable
El
origen del motor diesel guarda relación con el señor Rudolf Diesel,
quien en el año 1892, inventó y luego patentó este motor. Su
primera aparición fue en la Feria Internacional de París en 1900, y
fue presentado como el primer motor para biocombustibles; fue
diseñado para la combustión de aceite de palma con un 100% de
pureza.
El
funcionamiento de un motor diesel comienza con la ignición sin
chispa de la mezcla de aire con gas , es necesaria la elevación de
la temperatura para la compresión del aire, lo que se produce en el
denominado segundo tiempo motor, la compresión. Posteriormente, el
combustible es inyectado en la parte superior de la cámara de
compresión. Este proceso se realiza a una gran presión, lo que
permite que el combustible se atomice y se mezcle con el aire. Todo
este proceso produce la quema de la mezcla en forma rápida, lo que
hace que el gas que se ha acumulado en la cámara se expanda,
haciendo que el pistón se mueva hacia abajo. El movimiento del
pistón es transmitido a otras estructuras que hacen que este
movimiento lineal se transforme en uno de rotación.
Los
motores diesel debido a su bajo consumo de combustible, resultan en
el mediano y largo plazo bastante más baratos que los motores a
gasolina. Debido a esto se ha incrementado la demanda de este tipo de
motores para los automóviles, por lo tanto, el precio del diesel se
ha ido acercando cada vez más al de la gasolina, situación que ha
generado ciertos problemas, sobretodo, en el rubro de los
transportes.
partes
BLOQUE
Es
la estructura básica del motor, en el mismo van alojados los
cilindros, cigüeñal, árbol de levas, etc. Todas las demás partes
del motor se montan en él. Generalmente son de fundición de hierro
o aluminio.
Pueden
llevar los cilindros en línea o en forma de V. Lleva una serie de
aberturas o alojamientos donde se insertan los cilindros, varillas de
empuje del mecanismo de válvulas, conductos del refrigerante, los
ejes de levas, apoyos de los cojinetes de bancada y en la parte
superior lleva unos taladros donde se sujeta el conjunto de culata.
CIGÜEÑAL
Es
el componente mecánico que cambia el movimiento alternativo en
movimiento rotativo. Esta montado en el bloque en los cojinetes
principales los cuales están lubricados.
El
cigüeñal se puede considerar como una serie de pequeñas manivelas,
una por cada pistón. El radio del cigüeñal determina la distancia
que la biela y el pistón puede moverse. Dos veces este radio es la
carrera del pistón.
Podemos
distinguir las siguientes partes:
·
Muñequillas de apoyo o de bancada.
·
Muñequillas de bielas.
·
Manivelas y contrapesos.
·
Platos y engranajes de mando.
·
Taladros de engrase.
Una
muñequilla es la parte de un eje que gira en un cojinete.
Las
muñequillas de bancada ocupan la línea axial del eje y se apoyan en
los cojinetes de bancada del bloque. Las muñequillas de biela son
excéntricas con respecto al eje del cigüeñal. Van entre los
contrapesos y su excentricidad e igual a la mitad de la carrera del
pistón. Por cada muñequilla de biela hay dos manivelas.
Los
motores en V llevan dos bielas en cada muñequilla.
En
un extremo lleva forjado y mecanizado en el mismo cigüeñal el plato
de anclaje del volante y en el otro extremo va el engranaje de
distribución que puede formar una sola pieza con él o haber sido
mecanizado por separado y montado luego con una prensa. Algunos
cigüeñales llevan un engranaje de distribución en cada extremo
para mover los trenes de engranajes de la distribución.
Otra
particularidad del cigüeñal es una serie de taladros de engrase.
Tiene practicados los taladros, para que pase el aceite desde las
muñequillas de biela a las de bancada. Como al taladrar quedan esos
orificios en los contrapesos, se cierran con tapones, que se pueden
quitar para limpiar dichos conductos.
CULATA
Es
el elemento del motor que cierra los cilindros por la parte superior.
Pueden ser de fundición de hierro o aluminio. Sirve de soporte para
otros elementos del motor como son: Válvulas, balancines,
inyectores, etc. Lleva los orificios de los tornillos de apriete
entre la culata y el bloque, además de los de entrada de aire por
las válvulas de admisión, salida de gases por las válvulas de
escape, entrada de combustible por los inyectores, paso de varillas
de empujadores del árbol de balancines, pasos de agua entre el
bloque y la culata para refrigerar, etc.
Entre
la culata y el bloque del motor se monta una junta que queda prensada
entre las dos a la que llamamos habitualmente junta de culata.
Es
un embolo cilíndrico que sube y baja deslizándose por el interior
de un cilindro del motor.
Son
generalmente de aluminio, cada uno tiene por lo general de dos a
cuatro segmentos.
El
segmento superior es el de compresión, diseñado para evitar fugas
de gases.
El
segmento inferior es el de engrase y esta diseñado para limpiar las
paredes del cilindro de aceite cuando el pistón realiza su carrera
descendente.
Cualquier
otro segmento puede ser de compresión o de engrase, dependiendo del
diseño del fabricante.
Llevan
en su centro un bulón que sirve de unión entre el pistón y la
biela.
Son
los cilindros por cuyo interior circulan los pistones. Suelen ser de
hierro fundido y tienen la superficie interior endurecida por
inducción y pulida.
Normalmente
suelen ser intercambiables para poder reconstruir el motor colocando
unas nuevas, aunque en algunos casos pueden venir mecanizadas
directamente en el bloque en cuyo caso su reparación es mas
complicada.
Las
camisas recambiables cuando son de tipo húmedo, es decir en motores
refrigerados por liquido, suelen tener unas ranuras en el fondo donde
insertar unos anillos tóricos de goma para cerrar las cámaras de
refrigeración, y en su parte superior una pestaña que se inserta en
un rebaje del bloque para asegurar su perfecto asentamiento.
SEGMENTOS
Son
piezas circulares metálicas, auto tensadas, que se montan en las
ranuras de los pistones para servir de cierre hermético móvil entre
la cámara de combustión y el cárter del cigüeñal. Dicho cierre
lo hacen entre las paredes de las camisas y los pistones, de forma
que los conjuntos de pistón y biela conviertan la expansión de los
gases de combustión en trabajo útil para hacer girar el cigüeñal.
El pistón no toca las paredes de los cilindros. Este efecto de
cierre debe darse en condiciones variables de velocidad y
aceleración. Los segmentos impiden que se produzca una pérdida
excesiva de aceite al pasar a la cámara de combustión, a la vez que
dejan en las paredes de la camisa una fina capa de aceite para
lubricar.
Por
tanto los segmentos realizan tres funciones:
·
Cierran herméticamente la cámara de combustión.
·
Sirven de control para la película de aceite existente en las
paredes de la camisa.
·
Contribuye a la disipación de calor, para que pase del pistón a la
camisa.
BIELAS
Las
bielas son las que conectan el pistón y el cigüeñal, transmitiendo
la fuerza de uno al otro. Tienen dos casquillos para poder girar
libremente alrededor del cigüeñal y del bulón que las conecta al
pistón.
La
biela debe absorber las fuerzas dinámicas necesarias para poner el
pistón en movimiento y pararlo al principio y final de cada carrera.
Asimismo la biela transmite la fuerza generada en la carrera de
explosión al cigüeñal.
COJINETES
Se
puede definir como un apoyo para una muñequilla. Debe ser lo
suficientemente robusto para resistir los esfuerzos a que estará
sometido en la carrera de explosión.
Los
cojinetes de bancada van lubricados a presión y llevan un orificio
en su mitad superior, por el que se efectúa el suministro de aceite
procedente de un conducto de lubricación del bloque.
Lleva
una ranura que sirve para repartir el aceite mejor y más rápidamente
por la superficie de trabajo del cojinete. También llevan unas
lengüetas que encajan en las ranuras correspondientes del bloque las
tapas de los cojinetes. Dichas lengüetas alinean los cojinetes e
impiden que se corran hacia adelante o hacia atrás por efectos de
las fuerzas de empuje creadas. La mitad inferior correspondiente a la
tapa es lisa.
Además
de los de bancada, todos los motores llevan un cojinete de empuje que
evita el juego axial en los extremos del cigüeñal.
Otro
tipo de cojinete es el usado en los ejes compensadores; es de forma
de casquillo, de una sola pieza. El orificio de aceite coincide con
el conducto de lubricación del bloque.
VÁLVULAS
Las
válvulas abren y cierran las lumbreras de admisión y escape en el
momento oportuno de cada ciclo. La de admisión suele ser de mayor
tamaño que la de escape.
En
una válvula hay que distinguir las siguientes partes:
·
Pie de válvula.
·
Vástago.
·
Cabeza.
La
parte de la cabeza que está rectificada y finamente esmerilada se
llama cara y asienta sobre un inserto alojado en la culata. Este
asiento también lleva un rectificado y esmerilado fino. El
rectificado de la cara de la válvula y el asiento se hace a ángulos
diferentes. La válvula siempre es rectificada a 3/4 de grado menos
que el asiento. Esta diferencia o ángulo de interferencia equivale a
que el contacto entre la cara y el asiento se haga sobre una línea
fina, proporcionando árbol de levas de un motor diesel un cierre
hermético en toda la periferia del asiento. Cuando se desgaste el
asiento o la válvula por sus horas de trabajo, este ángulo de
interferencia varía y la línea de contacto se hace más gruesa y,
por tanto, su cierre es menos hermético. De aquí, que de vez en
cuando haya que rectificar y esmerilar las válvulas y cambiar los
asientos. Las válvulas se cierran por medio de resortes y se abren
por empujadores accionados por el árbol de levas. La posición de la
leva durante la rotación determina el momento en que ha de abrirse
la válvula. Las válvulas disponen de una serie de mecanismos para
su accionamiento, que varía según la disposición del árbol de
levas. Como partes no variables de los mecanismos podemos señalar:
La guía, que va encajada en la culata del cilindro y su misión
consiste en guiar la válvula en su movimiento ascendente y
descendente para que no se desvíe.
Los
muelles con sus sombreretes, que sirven para cerrar las válvulas.
·
Rotador
de válvulas
cuyo
dispositivo hace girar la válvula unos cuantos grados cada vez que
ésta se abre. Tiene por objeto alargar la vida de la válvula
haciendo que su desgaste sea más uniforme y reduciendo la
acumulación de suciedad en la cara de la válvula y el asiento y
entre el vástago y la guía.
Para
abrir las válvulas se utiliza un árbol de levas que va sincronizado
con la distribución del motor y cuya velocidad de giro es la mitad
que la del cigüeñal; por tanto, el diámetro de su engranaje será
Eje de balancines de un motor diesel de un diámetro doble que el del
cigüeñal. Asimismo, según su situación varía el mecanismo
empujador de las válvulas.
*
Cuando el árbol de levas es lateral el mecanismo empujador consta de
leva, taqué, varilla, balancín y eje de balancines.
*
Cuando el árbol de levas va en cabeza la leva actúa directamente
sobre un cajetín cilíndrico.
*
También e otro motores de cuatro válvulas por cilindro la leva
actúa directamente sobre un rodillo de un balancín en forma de
horquilla. El principio es el mismo que el de levas laterales con la
diferencia que se ha abandonado la varilla de empuje.
ENGRANAJES
DE DISTRIBUCIÓN
Conduce
los accesorios y mantienen la rotación del cigüeñal, árbol de
levas, eje de leva de la bomba de inyección ejes compensadores en la
relación correcta de desmultiplicación.
El
engranaje del cigüeñal es el engranaje motriz para todos los demás
que componen el tren de distribución, por lo que deben de estar
sincronizados entre si, de forma que coincidan las marcas que llevan
cada uno de ellos.
BOMBA
DE ACEITE
Está
localizada en el fondo del motor en el cárter del aceite. Su misión
es bombear aceite para lubricar cojinetes y partes móviles del
motor.
La
bomba es mandada por u engranaje, desde el eje de levas hace circulas
el aceite a través de pequeños conductos en el bloque.
El
flujo principal del aceite es para el cigüeñal, que tiene unos
taladros que dirigen el lubricante a los cojinetes de biela y a los
cojinetes principales. Aceite lubricante es también salpicado sobre
las paredes del cilindro por debajo del pistón.
BOMBA
DE AGUA
Es
la encargada, en los motores refrigerados por liquido, de hacer
circular el refrigerante a través del bloque del motor, culata,
radiador etc.
La
circulación de refrigerante a través del radiador trasfiere el
calor del motor al aire que circula entre las celdas del radiador. Un
ventilador movido por el propio motor hace circular el aire a través
del radiador.Bomba
de agua.
ANTIVIBRADORES
En
un motor se originan dos tipos de vibraciones, a consecuencia de las
fuerzas creadas por la inercia de las piezas giratorias y de la
fuerza desarrollada en la carrera de explosión.
· Vibraciones
verticales.
· Vibraciones torsionales.
En
todos los motores se producen las vibraciones torsionales, por la
torsión momentánea debida a la fuerza desarrollada en la carrera de
explosión y su recuperación en el resto del ciclo.
Aunque
el volante se diseña con suficiente tamaño y masa, para que su
inercia mantenga un giro uniforme, absorbiendo energía en los
impulsos giratorios y devolviéndola en el resto del ciclo; no evita
que el cigüeñal se retuerza en esos momentos de aceleración.
Por
ello se utiliza otro dispositivo en el otro extremo del cigüeñal,
llamado amortiguador de vibración que tiene por objeto crear una
fuerza torsión al igual y de sentido contrario a la que sufre en el
instante de la explosión, para que sus efectos se anulen.
Hay
dos tipos de amortiguadores o dampers:
1.
El primero utiliza como material amortiguador el caucho. Los cambios
de par del cigüeñal son absorbidos por él y la energía es
disipada en forma de calor. Por ello, una manera de comprobar si
funciona bien un damper es notar si está más caliente que el resto
de las piezas del motor que le rodean.
2.
El amortiguador tipo viscoso consta esencialmente de una corona
pesada, alojada en una carcasa fijada a un extremo del cigüeñal,
pudiéndose mover libremente dentro de ella al estar suspendida en un
fluido (silicona). Esta corona tiende a oponerse a cualquier cambio
súbito de velocidad, transmitiendo esta resistencia a través del
fluido a la carcasa y por tanto al cigüeñal, contrarrestando o
amortiguando la vibración torsiónal.
EJES
COMPENSADORES
Todos
los motores de cuatro cilindros, así como los de ocho en V de 60º,
por tener los brazos del cigüeñal en un mismo plano, se ven
afectados de un desequilibrio inherente producido por el
desplazamiento del centro de gravedad de las piezas móviles durante
las cuatro carreras del pistón. Esta fuerza vibratoria vertical, que
tiende a hacer saltar el motor y arrancarlo de su anclaje, podemos
contrarrestarla aplicando, por medio de un dispositivo, una fuerza
igual y de sentido contrario. Se utilizan unos ejes compensadores que
van engranados en la distribución del motor. Estos ejes o
contrapesos van calados en la distribución de forma que originen una
fuerza igual y contraria a la que se produce al desplazarse el centro
de gravedad de las piezas móviles, anulándose sus efectos. Para
ello tienen que girar a doble velocidad que el cigüeñal. Asimismo,
giran entre si en direcciones opuestas, para evitar que se origine
una oscilación o vibración lateral del motor. En los motores de 8
cilindros en V de 60º, llevan dos ejes excéntricos que van
engranados; uno en la distribución delantera y otro en la trasera, y
en estos motores, al revés que en los de 4 cilindros, los
contrapesos giran en el mismo sentido que el cigüeñal. Es
importante que estos ejes se compruebe van engranados en sus marcas,
pues en caso contrario en vez de anular las vibraciones las
aumentarían.
