UNIDAD DE TRABAJO 2 Partes fijas y móviles.pdf

UNIDAD DE TRABAJONº 2 OBJETIVO: Mantener los motores de cuatro tiempos de ciclo Otto y Diesel.  Características del motor de cuatro tiempos (Otto y Diesel) constitución y funcionamiento.  Diferencias fundamentales entre los motores de ciclo Otto y Diesel.  Ciclos termodinámicos de los motores  Diagramas teóricos y reales de los motores  Parámetros del motor: calibre y carrera, cilindrada, relación de compresión, rendimiento volumétrico, par motor y potencia motor.  Tipos de motores utilizados en vehículos, según la disposición de los cilindros: en línea, en “V” y planos (cilindros horizontales opuestos).  Características y función de los elementos que componen la culata y función de ellos (guías de válvulas, válvulas muelles, chavetas, platillos, balancines colectores.)  Tipos de cámaras de combustión  Tipos de válvulas y disposición de estas  Empujadores hidráulicos.  Características y función de los elementos que componen el bloque de cilindros y su función (pistones, segmentos, bielas bulones, cigüeñal, casquillos).  Transformación del movimiento (mediante el mecanismo biela manivela). Elementos que regularizan la marcha del motor (volante damper o antivibrador).  Características y función de los elementos que componen la distribución y función de ellos (eje de levas, piñones de la distribución, varillas, tipos de distribución árbol de levas en la culata o bloque distribución por piñones de toma constante, correa, cadena.  Conceptos asociados a la interpretación de la documentación técnica.  Del motor,  De los equipos de medida y comprobación  De las maquinas (rectificadoras de válvulas y asientos).  Tablas de apriete. 1  Conceptos asociados a los métodos de desmontaje, montaje y sustitución o reparación de elementos.  Conceptos de los parámetros que hay que controlar en los motores para determinar el estado de sus componentes.  Conicidad y ovalización de los cilindros.  Conicidad y ovalización de muñequillas y apoyos del cigüeñal  Planitud de la culata y del bloque.  Holgura axial del cigüeñal.  Holgura de las válvulas en las guías y hermeticidad de estas  Paralelismo de ejes de pie y cabeza do bielas  Desgaste de casquillos de biela y bancada.  Holgura de segmentos en un alojamiento y desgasta.  Conicidad y avalizaron de pistones.  Estado de piñones y correa o cadena de la distribución  Desgaste de empujadores y balancines,....  Conceptos de rectificado de motores 2 CARACTERÍSTICAS DE LOS MOTORES DE CUATRO TIEMPOS. Los motores de cuatro tiempos se los conoce esta manera porque para su funcionamiento requieren cumplir con un ciclo de funcionamiento que comprende los cuatro tiempos precisamente. Hay que precisar que existen dos tipos de motores de cuatro tiempos unos que funcionan con diesel y otros que funcionan con gasolina. Básicamente la mayoría de las partes que forman estos dos tipos de motores son parecidas en su forma y en su función, pero que se diferencian por su contextura, que en los motores a Diesel se necesita que sean más robustas para que soporten las exigencias que son mayores con relación a los motores a gasolina, ya que principalmente en los motores a Diesel se alcanza una mayor compresión en el interior de los cilindros para lograr el autoencendido del combustible (gasoil). El motor El primer motor 1876, fue inventado en Alemania por Nicolaus Otto. En comparación con los motores anteriores pesaba menos, era más rápido y requería un menor volumen de los cilindros para producir la misma potencia. Pocos años más tarde, este diseño de motor era capaz de mover una motocicleta y luego un automóvil. Conjunto de piezas perfectamente acopladas que producen una fuerza o energía que genera un movimiento El motor de combustión interna es una máquina que transforma la energía química de un combustible, en energía mecánica (movimiento). PARTES CONSTITUTIVAS DE UN MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA Entre las partes que conforman un motor de combustión interna tenemos: a. Partes fijas b. Partes móviles 3 PARTES FIJAS: Entre las partes fijas tenemos: - Bloque de cilindros - Camisas - Culata - Cárter - Múltiples. BLOQUE DE CILINDROS El bloque de cilindros constituye la parte principal de un motor, es aquel que además de formar cilindros, o alojar a los mismos, donde se mueven los pistones, sirve también para dar alojamiento a los demás elementos del motor. TIPOS DE BLOQUES: Los bloques de cilindros se hacen de diversas figuras las más usuales son: - Cilindros en línea vertical - Cilindros dispuestos en dos líneas formando una V. - Cilindros horizontales opuestos. 4 La disposición general de los bloques de los cilindros varía en virtud del procedimiento de refrigeración. - Refrigeración por agua - Refrigeración por aire. El trabajo de mecanización del bloque incluye las siguientes operaciones: - Taladro de agujeros para la unión de varias piezas. - Mecanización de los cilindros. - Mandrillado de los orificios de los cojinetes del árbol de levas. - Rectificado de las superficies de acoplamiento de otras piezas. - Taladro de los conductos de aceite. - Mandrillado de los diámetros de los elevadores de las válvulas. - Limpieza de los conductos de agua MATERIAL. DE CONSTRUCCIÓN El bloque de cilindros está constituido generalmente en la mejor calidad de hierro gris, por otro lado los cilindros del motor en lo que se refiere a las paredes tienen un alto grado de precisión en su acabado, que realizan con operaciones de rectificado, para obtener un alto grado de pulido. En la actualidad algunos fabricantes optan por constituir el bloque de cilindros en aleación ligera puesto que esta clase de aleaciones tienen la ventaja de conducir mejor el calor, aunque tienen el inconveniente de que son muy caros en su construcción, en esta clase de motores la superficie de rozamiento del pistón con la pared del cilindro es más blanda, por lo que muchas veces estos cilindros se revisten con camisas de hierro colado. Algunos motores han sido construidos con bloques de cilindros de aluminio. El aluminio es un material relativamente ligero, mucho menos pesado que la fundición de hierro, además, conduce el calor con mayor rapidez, por lo tanto hay menos probabilidad de que se produzcan puntos calientes. Sin embargo, el aluminio es demasiado blando para construir el material de la pared del cilindro, puesto que se construidos muy rápidamente. Por 5 tanto, los bosques de cilindros de aluminio tienen que llevar camisas de cilindros de fundición de hierro. AVERIAS Y SOLUCIONES El bloque de cilindros su mayor desgaste sufre en los cilindros, esto se puede solucionar rectificando los cilindros. CAMISAS 6 Las camisas son paredes postizas que vienen a compensar los desgastes del cilindro, se trata de un tubo cilíndrico en el cual el pistón realiza su carrera ascendente y descendente. La utilización de las camisas puede prolongar la vida útil del motor. Las camisas son de dos tipos: - Camisas de tipo seco - Caemos de tipo húmedo CAMISAS DE TIPO SECO Estas camisas son aquellas que reemplazan a los cilindros desgastados, por lo tanto no se encuentran en contacto directo con el agua de refrigeración. Estas camisas cuando se hallan desgastadas se las puede sustituir por otras nuevas, las camisas tienen un diámetro exterior ligeramente superior al del cilindro donde van a ser colocadas y se introducen utilizando una prensa hidráulica. CAMISAS DE TIPO HÚMEDO.- Son aquellas camisas que se encuentran colocadas en forma que están en contacto directo con el agua de refrigeración Por un lado, los constructores buscan la manera de simplificar la tarea de reposición de las camisas, por otro, es difícil obtener cuerpos interiores de espesor preciso y regular partiendo de la colada del bloque. La solución consiste en hacer que el cuerpo interior sea desmontable, de forma que el bloque sólo contenga sus características exteriores. La estanqueidad del circuito de refrigeración está asegurada por una junta de camisa, situada al pie de la camisa. La estanqueidad del plano de unión en el collarín se asegura mediante la junta de culta. En definitiva, la culata es la que, en virtud de su apretado, permiso obtener una perfecta estanqueidad al comprimir la junta de culata, mediante ésta, se asegura la presión sobre la propia camisa y sobre la junta del pie de la misma. 7 Por consiguiente, es necesario que la camisa sobrepase ligeramente el plano de unión del conjunto antes de su apretado. El valor de este exceso de dimensión está determinado por cada constructor y debe ser respetado obligatoriamente. MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN Las camisas pueden estar construidas de hierro fundido y torneada, la fundición es centrífuga que tiene una elevada resistencia al desgaste. También las camisas pueden estar construidas por fundición nitrurada, es decir, por fundición que se somete a una corriente de nitrógeno a la temperatura de 500 grados, así solamente se endurece la capa superficial, con lo que se disminuye la fragilidad. También pueden encontrarse camisas construidas en acero nitrurado o al tugsteno. Existen también camisas de aluminio, pero en este caso ya no se utilizan pistones de aluminio, si no que se utilizan pistones de hierro. AVERIAS Y SOLUCIONES Una de las averías es cuando se agarrotan el pistón y el cilindro, esto se debe a la mala lubricación de las paredes del cilindro o camisa, se puede solucionar revisando el sistema de lubricación. Otra avería puede causar la carbonilla residuos de la mala combustión del combustible, produciendo rayaduras en las paredes del ci1indro. El desgaste obliga al reemplazo de la camisa. Su duración no excede de los seis o siete años en los motores rápidos el desgaste es mayor en el diámetro transversal que en el longitudinal, debido al mayor roce que el émbolo ejerce transversalmente a causa de la inclinación de la biela. 8 LA CULATA Es una parte del motor que cierra los cilindros pero la parte superior, formando las cámaras de combustión en donde van montadas las bujías y en algunos casos las válvulas,, además tienen orificios por donde a de circular el agua con el objeto de refrigerar la culata. TIPOS DE CULATAS: Existen diferentes tipos de culatas que son: - Culata en "L" - Culata Individual - Culata Única CULATA EN "L".- Son aquellas que llevan válvulas laterales, es decir, las válvulas que se hallan ubicadas en la culata. Estas culatas están construidas de tal manera que al entrar los gases estos producen una turbulencia para evitar la condensación y la detonación de los gases. CULATA INDIVIDUAL.- Son las culatas de los motores que utilizan una culata independiente para cada cilindro. 9 CULATA ÚNICA.- Son construidas de una sola pieza, la misma que sirve como tapa de varios cilindros, en este tipo de culatas van montadas las válvulas justo en la cámara de combustión en los de automóviles, este tipo es el más usado. MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN La culata está construida de hierro fundido o de hierro aleado con otros metales y modernamente para disminuir el peso, se le construye aleaciones ligeras fundidas de aluminio. AVERIAS Y SOLUCIONES Entre las averías que se puede producir en las culatas tenemos las siguientes: La rotura de la culata como una solución podría soldar pero debido a la elevada presión temperatura que trabaja el motor, se puede volver a trizar la culata, por lo tanto cuando existe una rotura en la culata lo más apropiada es reemplazarla. EL CARTER El cárter tiene como función principal servir como depósito de aceite, además se encarga de proteger los órganos internos del motor que van cerca del él, si tomamos en cuenta, que se encuentra muy cerca el cigüeñal, la bomba de aceite y el árbol de levas en algunos casos. 10 El cárter debe tener un cierre totalmente hermético con el bloque de cilindros, a fin de ofrecer estanqueidad de su contenida. TIPOS DE CÁRTER: El cárter se divide en dos partes: - Cárter superior - Cárter inferior CÁRTER SUPERIOR.- Se denomina también cárter del motor, forma siempre cuerpo con el bloque de cilindros, dentro del cárter como es lógico se realiza el giro del cigüeñal. CÁRTER INFERIOR.- Se denomina también cárter de aceite porque sirve como depósito de aceite, esta provisto de un tapón de vaciado. MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN El cárter inferior se construye de láminas de hierro. El cárter superior es fundido con el mismo material del bloque de cilindros cuando forma una sola pieza, puede ser hierro fundido o también de acero nitrurado. AVERIAS Y SOLUCIONES Este elemento del motor es el más próximo al piso por lo que esta expuesto a golpes, raspaduras, choques con piedras, etc. El cárter debe tener la protección debida, si esta se llega a romper habría fugas de aceite, y perjudicarla al sistema de lubricación. 11 LOS MÚLTIPLES A los múltiples se les denomina también colectares y son los encargados de entregar la mezcla carburada a los cilindros y facilitar la salida de los gases quemados hacia el exterior del motor. TIPOS DE MÚLTIPLES: Los múltiples se clasifican de acuerdo ala función que realizan así tenernos: - Múltiples de admisión - Mu1tip1es de escape MÚLTIPLES DE ADMISIÓN.- Llamados también colectores de admisión, que son los encargados de distribuir y entregar la mezcla carburada por los conductos del múltiple de admisión conectadas con las válvulas., las cuales entregan la mezcla al interior del cilindro. MÚLTIPLES DE ESCAPE.- Se les denomina también colectores de escape y que son los encargados de servir de conductos para la salida de los gases quemados. 12 El múltiple de escape le proporciona el calor suficiente al múltiple de admisión para ayudar a la gasificación de los gases de la mezcla aire-combustible en los motores a gasolina, y a calentar el aire en los motores diesel. MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Los múltiples por lo general son construidos de hierro fundido. PARTES MÓVILES Entre las partes móviles del motor tenemos: - Cigüeñal - Bielas - Pistones - Árbol de Levas - Válvulas EL CIGÜEÑAL El cigüeñal siendo también una parte principal del motor, es el encargado de transformar el movimiento oscilatorio de la biela y pistón en movimiento rotativo. 13 El cigüeñal está formado por una serie de manivelas, también se puede decir que está formado por algunas cigüeñal. Una cigüeñal está formada por dos manivelas unidas por el codo de la biela. El número de cigüeñas dependerá siempre del número de cilindros. Si sus dimensiones son normales el cigüeñal se forma en una sola pieza, pero si es de gran longitud se divide en dos o más partes unidas por platinas. El orden de encendida se refleja en el orden de las manivelas del cigüeñal. En un cigüeñal de un motor de cuatro tiempos de orden se dispone cuando los codos del cigüeñal están repartidos de forma que los tiempos motrices se produzcan a 180° si el motor es de cuatro cilindros; pero si es de seis cilindros los tiempos motrices se producirán a 120º, entonces para determinar los grados de cada tiempo de trabajo del motor se puede aplicarse la siguiente fórmula: 720º (dos vueltas número de del cigüeñal ) cilindros El cigüeñal debe encontrarse perfectamente en equilibrio, tanto estático como dinámico, para lo cual se utilizan las contrapesas. Equilibrio Estático.- Es el que se obtiene cuando el resultado de las fuerzas centrifugas es nula, es decir el baricentro se encuentra sobre el eje de rotación. Equilibrio Dinámico.- Es el que se obtiene cuando el resultado de los momentos generados por las fuerzas centrífugas es nula, tomando con respecto a un punto cualquiera del eje por ejemplo uno de los apoyos. Los objetivos de este equilibrio son; 14 Reducir las vibraciones del motor causadas por las fuerzas y momentos generados por la presión de los gases de los cilindros y por las piezas en movimiento alternativo y giratorio, como son las bie1as, pistones etc. TIPOS DE CIGÜEÑALES: El cigüeñal está construido en varias formas y tamaños, esto se debe al número de cilindros que posee el motor en mención. MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN: El cigüeñal está construido con acero de alta resistencia. Tiene que ser suficientemente resistente para soportar los esfuerzos de por lo menos 2 toneladas ejercidos para cada pistón y biela en sus carreras de potencia. AVERIAS Y SOLUCIONES: El cigüeñal puede sufrir rayaduras en los codos de bancada y biela, esto puede ser producido por partículas entrañas que se han penetrado a través del aceite. También sufre desgastes en sus codos por el exceso de trabajo. En los dos casos el cigüeñal debe ser rectificado. Antes de su montaje es precisa tener la absoluta seguridad del buen estado del cigüeñal, de forma que no existan en él fisuras, poros o impurezas de cualquier clase, hay que tener en cuenta que la rotura del cigüeñal puede afectar a todo el motor. 15 LA BIELA Es el elemento encargado de transmitir al codo del cigüeñal la fuerza producida por la combustión del combustible sobre la cabeza del pistón. Cuando se montan las bielas es decir en la fábrica, estas son emparejadas con sus sombreretes y se procede a marcarlos de tal manera que en caso de que se produzca el desmontaje por reparación no puedan intercambiarse, jamás se debe colocar el sombrerete de una biela en otra, ya que esto podría ocasionar un funcionamiento defectuoso. El pie de la biela está conectado al pistón por medio de un pasador denominado bulón que lo atraviesa y está alojado en el interior- de un cojinete, para la unión entre la biela y pistón se utiliza un eje bulón. TIPOS DE BIELAS Según los diversos tipos de motores, así serán también los tipos de bielas. Podemos agrupar los motores en los grupos siguientes: - Motores rápidos - Motores en V. - Motores de potencia media - Motores grandes. 16 Motores rápidos.- Se trata del tipo de biela de pie cerrado con bulón calado, vástago en forma de doble T y cabeza partida con el cojinete postizo. Motores en V.- Para este tipo de motores pueden utilizarse tres tipos de bielas: a) Bielas ahorquilladas.- Para solucionar de este tipo de motores se emplea un biela ahorquillada, se utiliza una biela principal y otra más delgada que se denomina biela secundaria, colocada entre los brazos de la horquilla. b) Bielas conjugadas.- Aquí se hacen actuar dos bielas de forma corriente sobre un codo de1 cigüeña1 común para ambas. Se trata de una solución más económica y de funcionamiento más seguro que la anteriormente citada de bielas ahorquilladas. c) Bielas articuladas.- En este caso el casquillo del cojinete es común para cada dos cilindros. Actúa de órgano de unión y no sufre esfuerzos excesivos resultando más sencillo y económico. Su mayor inconveniente reside en que el golpe del tiempo de trabajo del cilindro de la biela secundaria lo recibe la biela principal en un determinado punto de su trayectoria. Ello hace suponer que la biela debe estar muy bien calculada para resistir el impacto sin sufrir deformaciones. De esto se deduce que este tipo de bielas no se utilizan para motores rápidos. Motor de potencia media - En los motores de velocidades comprendidas entre 350 y 1000 revoluciones por minuto. En este tipo de motores la biela tiene el vástago de sección circular y agujereado en toda su longitud para conducir el aceite hasta el cojinete superior. 17 Para abaratar su construcción,, el cojinete de cabeza de biela puede también forjarse. La biela se acopla en medio cojinete inferior que se atornilla a la pieza forjada. Esta biela, aunque más barata, impide regular el espacio muerto de compresión. El vástago termina en forma de brida plana, con un encaje para centrar el cojinete. Entre ésta y la biela se interpone un suplemento que, variándolo de espesor, permite modificar el espacio muerto o de compresión. Motores grandes.- En los motores grandes se produce un gran desgaste al rozar el émbolo con la camisa, por tender éste a empotrarse en la pared lateral del cilindro. Por ello se ha ideado un sistema de transmisión del movimiento del émbolo al cigüeña1 que tienen ese desgaste. Así, se implanta el sistema de émbolo con vástago y cruceta, sistema que elimina el esfuerzo lateral del émbolo, ahora soportado por el patín de la cruceta. MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN La biela es una barra de acero de alta resistencia son construidas por forja, deben estar equilibradas a fin de que todas las empleadas en el mismo motor tengan el mismo peso. AVERIAS Y SOLUCIONES: Las bielas pueden sufrir torceduras a causa de la irregularidad del codo del cigüeñal o del eje bulón. Esto se puede solucionar enderezándolo si el daño es excesivo debe ser reemplazada. 18 EL PISTÓN Es el encargado de transmitir la fuerza de las explosiones al cigüeñal a través de la biela. Es una pieza cilíndrica que se desliza a lo largo del cilindro. Tiene la forma de un vaso invertido, en la parte central tiene un orificio que lo atraviesa y sirve para alojar al bulón, por el cual se articula con la biela. El pistón es el órgano del motor sometido a un mayor esfuerzo, se desplaza a través del cilindro para realizar los tiempos del funcionamiento del motor, recibe sobre él la fuerza expansiva de los gases en el tiempo de trabaja o expansión. El pistón consta de las siguientes partes: a) Cabeza del pistón.- Es la parte del pistón que se encuentra en la parte superior del mismo. Esta parte es la que recibe el impacta de la expansión de los gases, o tiempo de trabajo del motor. 19 b) Falda del pistón.- Es la parte intermedia del pistón, donde se hallan los segmentos de compresión y lubricación, además se encuentra el pasaje para el paso del bulón. c) Ejes del pistón.- El eje del pistón se le denomina también bulón, es el eje que sirve de enlace entre el pistón y la biela, el eje debe permitir el suave deslizamiento de la biela para así conseguir su articulación. Para comparar el rendimiento de un motor con otros del mismo tipo es preciso conocer la relación carrera / diámetro es decir: carrera diametro La carrera corta permite construir motores con poca altura, siendo propia de los motores rápidos, con objeta de conseguir una menor velocidad media del émbolo, al girar a muchas revo1uciones por minuto. La carrera alta, por el contrario, es propia de motores altos de menor carga sobre el émbolo, y su diámetro puede ser más pequeño. Estos motores suelen ser de muchos caballos de potencia. TIPOS DE PISTONES Se pueden dividir por el tipo de motores, lo más conocidos son: Motores chatos Motores cuadrados Motor alargado a) Motor chato.- La carrera es menor que el diámetro del émbolo. b) Motor cuadrado.- La carrera es igual al diámetro del émbolo. c) Motor alargado.- La carrera es mayor que el diámetro del émbolo. 20 El máximo rendimiento de los motores citados se alcanza en los motores chatos, en el cual., al obtenerse un mayor número de combustiones por unidades de tiempo, se obtiene una mayor potencia. En los motores cuadrados la superficie del cilindro es la mínima por unidad de volumen, por lo que la superficie a que se transmite el calor será también mínima. En los motores alargados la velocidad del émbolo se eleva a igualdad de volumen y revoluciones por minuto. Además los pistones están provistos de aros para obtener una buena hermeticidad, estos aros pueden ser de compresión o de lubricación. a) Aros de compresión.- Estos se encuentran alojados en las primeras ranuras del émbolo. Está partido o cortado de forma que pueda abrirse y entenderse contra la pared de los cilindros, entre las puntas o extremos del aro debe tener una luz que debe ser de 0.002 por pulgada. El aro se dilata con el calor, aumentando su perímetro yo. cercándose por consiguiente sus extremos que sin embargo no deben tocarse nunca, ya que en el caso de hacerlo se produciría el agarrotamiento contra la ranura y el cilindro. Los aros se hacen generalmente cortados en bisel en escuadra o en zeta. b) Aros rascadores.- Se utilizan para barrer el aceite, muy abundante en los motores diesel se emplean aros o segmentos anchos para evitar molestas obstrucciones. El número de aros que se coloca en cada émbolo depende de la compresión y de la rapidez del motor. 21 Cuantas más revoluciones, menos aros serán precisos; cuanta más presión, serán necesarios más segmentos. Los aros son fabricados de material menos blando que el de los cilindros, para que el rozamiento que se produce entre las paredes del cilindro y de los segmentos, esto se realiza para que el desgaste sea mayor en los aros. MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN: Los pistones son construidos de aleaciones de aluminio se han construido de aluminio debido a que este material tiene menos peso, una mayor conductividad térmica de la función, actualmente se construyen pistones con aleaciones de silicio y magnesio, estos pistones disipan el calor a las paredes del cilindro a través de los segmentos. AVERIAS Y SOLUCIONES En este caso cuando el desgaste es excesivo en el cilindro, debe ser rectificado, por lo tanto debe ser cambiado de pistones con otros de medida superior. EL ÁRBOL DE LEVAS La misión del árbol de levas es abrir y cerrar las válvulas de admisión y de escape en el momento preciso. 22 El árbol lleva una leva para la válvula de admisión y otra para la de escape. Si el árbol de levas está situado en el motor lateralmente, el accionamiento de la válvula se realiza mediante el balancín en cuyo extremo esta la varilla propulsora que se articula con el empujador. Este empujador es el elemento que se encuentra en contacto con la leva este es atacado para abrir la válvula. Las llamadas levas son de forma excéntrica con el objeto de mover el empujador al paso de esta, de esta forma se consigue que la válvula se abra en el momento que la leva ataca al empujador y cuando esta deja de atacar nuevamente se cierra debido a la presión que ejerce un muelle en el vástago de la vá1vula. En lo que se refiere al ciclo de funcionamiento del motor, en el primer tiempo la válvula de admisión se abre, mientras que la válvula de escape permanece cerrada, el pistón desciende del PMS al PMI, esto es del punto muerto superior al punto muerto inferior, y se sierra para dar paso al siguiente tiempo que es el de compresión en el cual la válvula de admisión y de escape permanecen cerradas, el pistón realiza su carrera ascendente del PMI al PMS, luego empieza el tiempo de expansión al saltar la chispa eléctrica entre los electrodos de la bujía, el pistón recibe el impacto de la expansión de los gases, y realiza su carrera descendiente del PMS al PMI , en este tiempo las válvulas de admisión y escape permanecen cerradas y para finalizar el ciclo de funcionamiento del motor, el pistón realiza nuevamente la carrera ascendente para expulsar los gases quemados por la válvula de escape que se abre. TIPOS DE ÁRBOL DE LEVAS El tamaño del árbol de levas depende del número de cilindros que posee el motor en mención. 23 Los árboles de levas reciben el movimiento del cigüeñal a través de cadena, correa dentada, por engranajes de piñones. MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN Por lo general se encuentran construidos de acero AVERIAS Y SOLUCIONES El desgaste habido en los engranajes de la distribución hace que se produzcan huecos entre sus dientes. Ello produce un golpeteo e incluso un ruido que puede ser notable y que afecta al buen funcionamiento del motor. Por otra parte, si los engranajes están demasiado juntos, producen un chirrido muy acusado; si los engranajes están confeccionados de un material no metálico éstos pueden llegar a romperse. Las averías que son producidas por desgaste o rotura de los dientes de los engranajes se reparan o se solucionan estos problemas cambiando por otros nuevos. 24 LAS VÁLVULAS Son las encargadas de permitir el paso de la mezcla aire-combustible en los motores a gasolina, y aire en los motores diesel, también permiten el escape de los gases quemados al exterior. TIPOS DE VÁLVULAS Las válvulas pueden dividirse en dos por la función que cumplen; - Válvula de admisión - Válvula de escape VÁLVULA DE ADMISIÓN.- Es la encargada de permitir la entrada de la mezcla carburada al interior del cilindro en el caso de los motores a gasolina y aire en el caso de los motores diesel, las válvulas de admisión trabajan a menor temperatura que las válvulas de escape, ya que a través de ella pasa la mezcla carburada o aire al interior del ci1indro respectivamente. VÁLVULAS DE ESCAPE.- Son las encargadas de permitir la salida de los gases quemados, hacia el exterior del motor. 25 Las válvulas de escape trabajan a mayor temperatura que las válvulas de admisión, ya que por ellas salen los gases quemados lo que le hacen calentar aún más incluso lo ponen al rojo vivo. Hemos admitido que la válvula de admisión abre cuando la carrera de admisión empieza y cierra cuando la carrera de admisión termina, y así mismo que la válvula de escape abre cuando la carrera de escape comienza y cierra cuando la carrera de escape termina. Esto no es rigurosamente cierto. En realidad, la válvula de admisión empieza a abrir antes de que comience la carrera de admisión y permanece abierta por un cierto espacio de tiempo después de haber finalizado la carrera de admisión y de haber comenzado la carrera de compresión. Lo mismo ocurre con la válvula de escape. Abre antes de que la carrera de escape haya comenzado y permanece abierta por algún tiempo, después de haber finalizado dicha carrera. ELEMENTOS DE CONJUNTO DE VÁLVULA El conjunto de válvula está formado por los siguientes elementos: - Guía de válvulas - Asientos de válvulas - Protecciones y sellos de aceite - Fiadores del retén de resorte de la válvula - Resortes de válvula - Balancines GUIAS DE VÁLVULAS.- Las válvulas, en su movimiento alternativo, deslizan por el interior de una guían alojadas en la culata, también pueden estar situadas en el bloque de cilindros. En algunos motores, esas guías están hechas de un metal especial. En toros motores las guías de las válvulas forman parte integrante do la culata, lo que significa que en ella se han efectuado unos taladrados. 26 ASIENTOS DE VÁLVULAS.- En muchos motores los asientos de las válvulas están integrados en la culata. en la culata. En otras palabras, los asientos de válvulas son orificio circulares mecanizados Están rectificados cuidadosamente con un ángulo que ajuste exactamente con el que forma la cara de la válvula. Así mismo, están perfectamente centrados con las guías de las válvulas para que éstas se asienten uniformemente en toda su periferia. PROTECCIONES Y SELLOS DE ACEITE. El aceite fluye desde la bomba hasta los balancines y los vástagos de las válvulas. Normalmente en la culata hay mucho aceite, y los vástagos de las válvulas deben protegerse contra una cantidad excesiva del mismo. Si no se hiciera uso de protecciones, el aceite pasaría por las guías de las válvulas, deslizarían por los vástagos de las mismas y se introduciría en la cámara de combustión produciendo averías en el normal funcionamiento del motor, y en los vástagos de las válvulas debido a las elevadas temperaturas que en ellos tiene lugar, se podría producir productos gomosos. Si ocurriera esto, las válvulas no abrirían ni cerrarían adecuadamente. Podrían quedarse pegadas en una posición parcia1mente abierta. Para proteger los vástagos de las válvulas de esa cantidad excesiva de aceite, se emplean protecciones y sellos de aceite. RESORTE DE VÁLVULA.- En muchos motores, cada válvula utiliza un solo resorte. En toros motores se emplean dos resortes por válvula; un resorte están dentro del otro. La función de los resortes es mantener fijadas las válvulas en sus respectivos asientos. 27 BALANCINES.- Son los encargados de abrir o cerrar las válvulas en el momento oportuno. tornillo y una tuerca de elementos es bloquea. Están provistos de un El permitir ajustes del huelgo objeta de estos de las válvulas, también llamado juego de taqués. El tornillo de ajuste del extremo del balancín puede atornillarse o desatornillarse para ajustar el huelga del tren de la válvula, es decir, para dar a la válvula el hue1go que necesita. MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN Las válvulas son construidas de acero especial como el cromo, níquel, tugsteno, silicio, cobalto, molibdeno, ya que las válvulas están sometidas a grandes presiones y temperaturas. AVERIAS Y SOLUCIONES Entre las averías tenemos las siguientes: Quemado de la válvula.- Normalmente el quemado es avería de la válvula de escape, muchas veces las válvulas se queman debido a que el asiento de la misma es deficiente, es decir, la válvula no hace buen contacto con su respectivo asiento alrededor de toda la superficie de la cara de la válvula, esto se puede solucionar buscando su respectivo reemplazo de la válvula y el asiento de la misma. Rotura de la válvula.- Esto puede ser debido a sobrecalentamiento o detonación del motor. La rotura de la vá1vula puede ser también a causa de1 descentramiento de su asiento. Un asiento descentrado tiende a doblar la válvula cada vez que ésta cierra. Para solucionar este problema se debe investigar la causa de la rotura de la válvula. En este caso la válvula debe ser reemplazada por otra de sus mismas características. 28