AJUSTE DE MOTORES OBJETIVO DEL AJUSTE: Después de cierta cantidad de kilómetros de recorrido del vehículo, el motor sufre algunos desgastes, sobre todo si el mantenimiento ha sido deficiente. Los principales desgastes lo sufren los anillos, las válvulas, los cilindros, pistones, los metales de biela y bancadas. También se forma una capa de carbón en las cámaras de combustión de la culata, sobre los émbolos y la cabeza de las válvulas, que pueden provocar el autoencendido de la mezcla y la detonación, fenómeno que puede ocasionar otros daños al motor. Cuando los anillos, las válvulas, los cilindros y los pistones se encuentran desgastados, el motor pierde gradualmente compresión, pasa aceite a las cámaras de combustión y se quema. NECESIDADES DEL AJUSTE Un examen general del automóvil nos demostrará que cualquiera de las causas mas adelante enumeradas, dicen de la existencia de un desgaste del motor En resumen, los síntomas del mal estado de los anillos, válvulas, cilindros y pistones son los siguientes: a) Excesivo consumo de aceite lubricante b) Excesivas vibraciones, golpes, cabeceo etc. c) Notoria pérdida de potencia d) Limitación de carga y aceleración deficiente De todo ello se desprende la necesidad de una revisión y ajuste de motor. Esto pertenece a una verificación empírica hecha por simple observación, pero casi siempre es bastante exacta. Además de esta verificacón empírica del estado del motor, el mecánico deberá hacer una comprobación científica por medio de instrumentos o herramientas de precisión. Ambas verificaciones combinadas nos determinan exactamente las fallas que presenta el motor y las reparaciones a efectuar. Lógicamente cuando sometemos el motor a una verificación observativa, nos damos cuenta que son muchos los síntomas que presenta, en este caso deberemos seguir un procedimiento de eliminación de fallas. Para ello tomaremos el primer síntoma, es decir: -
Baja presión de aceite, humo azul al escape, excesivo consumo de aceite
Este síntoma (baja presión de aceite), lo observamos en cuanto se hace funcionar el motor a través del manómetro de presión o la luz testigo (piloto de presión de aceite) y para hacer una buena observación deberemos acelerar un poco el motor. En este caso la aguja del manómetro deberá indicar un aumento de presión o la luz testigo apagarse, si no ocurre esto, las causas pueden ser:
1
Falla de instrumento Aceite inadecuado (poca viscosidad) Falla en el circuito de lubricación Falla en la bomba Excesivo juego radial de cojinetes (metales) Como observamos son varias las razones de una baja presión de aceite, pero las cuatro primera las podemos descartar rápidamente por observación o por medio de instrumentos (manómetro de prueba), por lo tanto nos queda solamente la número cinco. La causa de una baja presión de aceite por excesivo juego de cojinetes se debe a lo siguiente. Cuando el motor gasta mucho aceite es prueba segura que por lo menos los anillos está muy gastados. Este consumo se obtiene observando periódicamente el nivel de aceite en el cárter, por medio de la varilla que todo motor trae para este objeto. Generalmente para todos los motores la luz de aceite tiene un valor de 0.0015” = 0.04 mm. Si la holgura por desgaste llega la doble (0.003” = 0.08 mm), la cantidad de aceite que circula aumenta 5 veces. Si el desgaste es de 0.006” = 0.15 mm, la cantidad de aceite circulante aumenta 25 veces. Por consiguiente cuando se desgastan los cojinetes la cantidad de aceite proyectada dentro de los cilindros es cada vez mayor. Los anillos del pistón no pueden controlar la excesiva cantidad de aceite y parte de él trabaja en la cámara de combustión donde se quema y forma carboncillo. La acumulación de carbón resultante en la cámara reduce la potencia del motor, produce auto encendido, detonación, pega las válvulas y produce abundante humo azul al escape. La bomba de aceite puede desarrollar una presión normal cuando el juego radial es el correcto. Si el claro de aceite de aceite es excesivo la mayoría del aceite circulará por los cojinetes más próximos. Entonces el restante no será suficiente para los cojinetes mas alejados, determinando que éstos fallen por falta de lubricación. Un motor con excesiva luz en los espacios de aceite, suele funcionar con baja presión a causa de los excesivos juego de los cojinetes. Como se ha observado éstos síntomas (baja presión de aceite, humo azul al escape etc.), nos indica en forma muy clara la necesidad de un ajuste. Siguiendo con el análisis del comportamiento del motor, se verá ahora el punto b. - b Excesivas vibraciones, golpes, cabeceos: Son numerosísimas las causas que pueden provocar vibraciones, golpes, cabeceos, etc. Y podrían sintetizarse en la siguiente forma: -
Soportes del motor suelto Fallas en el sistema de encendido Fallas en el sistema de alimentación
2
-
Falla en el sistema de refrigeración Combustible de mala calidad Pistones rajados Pistones con excesivo juego en los cilindros Pistones no cilíndricos en caliente Pistones que sé agripan Bujes de pasadores gastados Pasadores gastados o sueltos Biela torcida o doblada Cojinetes de biela con excesivo juego Mal alineación del pistón pasador y biela Cilindros y anillos gastados Cojinetes de bancadas con excesivo juego Cigüeñal flectado Juego axial del eje cigüeñal excesivo Juego axial del eje de levas excesivo Volante suelto o desalineado Cadena, engranajes de sincronización con excesivo juego o desalineado Taques, guías, válvulas, cojinetes del árbol de levas con excesivo desgaste Exceso de carbón en las cámaras Empaquetaduras de espesor inadecuado.
Se puede determinar, sin desarmar el motor, por medio de instrumentos u observación. Toda esta lista obedece al objeto de hacer resaltar la imposibilidad de determinar exactamente una falla sin desarmar el motor, por medio de instrumentos u observaciones Se deben analizar estas, ya que la única solución para las restantes sería desarmar el motor. Las fallas que se pueden determinar por medio de instrumentos u observación, quedarían sintetizadas así: Soportes del motor suelto Fallas en el sistema de encendido Falla en el sistema de alimentación Falla en el sistema de refrigeración Combustible de mala calidad 1. Soportes del motor suelto: Antes de diagnosticar una vibración del motor se debe observar el estado de los soportes. La falla que pueden presentar los soportes es: soportes sueltos o soportes dañados. Los soportes del motor están expuestos a una alta frecuencia de vibraciones, esto puede ocasionar que los pernos de anclaje cedan y de esta forma la vibración normal del motor se ve aumentada. El material de construcción de un soporte es normalmente caucho. Al caucho lo ataca el calor que desprende el motor en su funcionamiento, gases, aceite, etc., determinando que se altere su constitución física dejando de cumplir su función, 3
aumentando lógicamente la vibración del motor. Por lo tanto, al observar que el motor tiene excesivas vibraciones, se deberá verificar el estado de los soportes y reemplazarlos si fuese necesario. 2. Fallas en el sistema de encendido: Estas fallas se presentan bajo dos aspectos: Motor no funciona y motor funciona mal. Ambas se pueden comprobar por observación o haciendo uso de instrumentos. Las fallas mas corrientes en el sistema de encendido son: - Platinos quemados o con luz incorrecta - Condensador defectuoso o capacidad inadecuada - Levas del distribuidor con excesivo desgaste - Eje del distribuidor con excesivo juego - Tapa del distribuidor con trizaduras - Contactos de la tapa carbonizados o gastados - Avances automáticos desajustados (vacío y centrífugo) - Bujías en mal estado - Cables de bujías en mal estado 3. Fallas en el sistema de alimentación: Al igual que el anterior, este sistema puede determinar que el motor no funcione o que funcione mal. Las causas pueden ser: -
Filtro del estanque obstruido Cañerías obstruidas Cañerías muy calientes (bolsas de vapor) Falla en la bomba de combustible Fallas en el carburador Mezcla desajustada Filtro de gasolina obstruido Filtro de aire sucio
4. Fallas en el sistema de refrigeración: El principal síntoma que presenta el sistema de refrigeración es que el motor se recaliente. Las causas pueden ser: - Fallas en el termostato - Falta de líquido refrigerante - Fugas de líquido por mal estado de mangueras o abrazaderas - Correa del ventilador suelta (patina) - Radiador obstruido 5. Combustible de mala calidad: Al no utilizar el combustible con el octanaje recomendado para ese motor, se pueden producir detonaciones y picado del motor Después de haber visto los síntomas que presenta el motor y comprobando que todos los sistemas analizado están funcionando de manera satisfactoria, se tiene que pensar que el motor tiene desgaste y que se debe someter a un ajuste.
4
Para sacar el motor, se deberá hacer por medio de los ganchos que éste trae para tal efecto. A través de ellos se toma el aparejo o tecle. Nunca se debe amarrar con cadena por la parte baja, porque se pueden dañar algunos elementos, fundamentalmente el cárter. Luego de hecha esta operación se debe instalar el motor sobre un banco apropiado. Con el motor convenientemente instalado en el banco, se iniciará el desarme completo del mismo y a medida que se vayan desarmando sus elementos, se tomará nota de todos los aspectos sospechosos o evidentes que vayan surgiendo en la operación. Una vez desarmado el motor, debe procederse a una minuciosa limpieza de todas las partes, operación previa para comenzar la verificación del desgaste o la localización de fallas. Esta revisión involucra los siguientes puntos: - Estado de cilindros (conicidad y ovalamiento) - Estado de pistones y anillos - Estado de los bujes y pasadores del pistón - Estado del cigüeñal (ovalamiento, conicidad, juego radial, juego axial, etc.) - Estado de las bielas (encuadramiento) - Estado de los cojinetes en general - Estado del eje de levas (ovalamiento, alineamiento, alzada de las levas, juegos etc.) - Estado de las válvulas, balancines, resortes, guías etc. - Estado de varillas o pulsadores y taquees - Estado de los engranajes de la distribución - Estado del volante - Estado del block (comprobación de superficies planas) - Estado de la culata (comprobación de superficies planas) Todas estas mediciones y comprobaciones deberán hacerse con extremo cuidado y gran precisión, ya que de ellas dependerá la reparación o rectificado de los elementos antes mencionados. NORMAS DE AJUSTE 1. 2. 3. 4. 5.
Para efectuar la reparación general del motor, se deberá tener en cuenta la medida de los rectificados que se harán, de acuerdo a las especificaciones del fabricante. Todas las mediciones que se hagan serán con la herramienta adecuada, es la única forma de obtener un dato fiel del desgaste sufrido por el elemento, y tener clara idea de la medida que será el rectificado. Antes de proceder al armado del motor se deberá comprobar el paralelismo de las cigüeñas con respecto a los muñones de bancadas, rectitud y encuadramiento de bielas, juegos de los pistones en los cilindros, ajuste de anillos, etc. Todas las tolerancias de ajuste y torsión de apriete deberán ceñirse estrictamente a las especificadas por el fabricante en su manual de servicio. Se deberá tener especial cuidado al apretar la culata siguiendo el procedimiento recomendado por el fabricante o bien utilizando el sistema general de acuerdo al número de pernos. 5
6. 7. 8. 9.
Todas las empaquetaduras deberán cambiarse, no es conveniente hacer las empaquetaduras pues no quedarían del grosor adecuado. En el comercio se venden juegos completo para un determinado tipo de motor Antes de armar cualquier pieza del motor se le debe dar un baño de aceite, pues se debe recordar que la bomba de aceite no lo envía inmediatamente. Esta es una recomendación especial para la instalación de los metales. Se deberá comprobar con plastigage el juego de todos los cojinetes, si no es el correcto se deberán ajustar o cambiar los metales Una vez armado el motor e instalado en el vehículo, se procederá a la regulación de válvulas y posterior afinamiento del motor por medio de instrumentos y por medio de observación
TOLERANCIAS Y REFERENCIAS DE MONTAJE Cuando un motor se va a someter a un ajuste demás esta decir que se debe desarmar completamente, pero en el desmontaje de sus piezas se debe tener la precaución de verificar el estado en que esta van saliendo y como va montada cada una, para luego volverlas a montar de la misma manera que encontraba al momento de retirarlas. Existen muchas piezas en un motor que calzan de cualquier manera, pero en funcionamiento se va a presentar el error de montaje. Al momento de ir retirando los componentes del motor, el mecánico debe ir tomando nota de los daños que estos presentan para tener una pauta de los elementos que se deben reparar o cambiar, esto es de importancia pues de no ser así se corre el riesgo de que algún componente se monte en malas condiciones lo cual va a ocasionar fallas posteriores.
CULATA La culata es una de las piezas más delicadas del motor, por lo general son de aluminio, lo que las hace más sensible a deformaciones (flectar), ya sea por un apriete inadecuado de los pernos o por sobrecalentamiento del motor, o sencillamente por quitar la presión de los pernos de manera incorrecta o por no estar fría cuando se hace esta operación. Cuando se va a desmontar la culata se deben tomar ciertas medidas de prevención para evitar daños en el momento de su desmontaje. Estas medidas de prevención se pueden especificar de la siguiente manera: 1. Motor frío: La gran mayoría de los motores cuentan con culatas de aluminio; el aluminio es de fácil dilatación por la temperatura, por lo tanto, si se sueltan los pernos cuando se encuentra caliente se puede deformar o torcer con mucha
6
facilidad, aunque la deformación se puede producir mientras el motor se encuentra en funcionamiento por un incorrecto apriete de sus pernos 2. Soltar los pernos según métodos especificados: La culata se encuentra bajo una gran presión por el apriete de sus pernos de fijación, por lo tanto, cuando ellos se sueltan se debe hacer de tal manera cosa que la presión que ellos ejercen sobre la culata se vaya aminorando en forma pareja, de no ser así se corre el riesgo que la culata se flecte. 3. En los manuales de servicio, los fabricantes recomiendan o especifican el método que se debe emplear para soltarlos, así también para apretarlos. De no contar con las especificaciones técnica, se puede emplear un método universal que consiste en soltar los pernos de media en media vuelta, en rotación o desde afuera hacia adentro en forma cruzada y alternada, hasta retirarlos luego manualmente. VERIFICACION Y TRABAJOS EN LA CULATA Una vez retirada la culata del motor, se lleva al banco de trabajo donde debe quedar con su superficie plana hacia arriba para evitar posibles daños, realizando a continuación las siguientes operaciones: - Descarbonizado de las cámaras: Dentro de las cámaras de compresión se producen constantemente combustiones, lo cual va a provocar residuos carbonosos que se adhieren a sus paredes, en ocasiones la carbonilla esta tan dura y pegada que es necesario remojar las cámaras con petróleo o parafina para ablandarla. Una vez descarbonizada se desmontan las válvulas y se procede a su inspección que contempla lo siguiente: - Estado de asiento de válvulas - Estado de sellos (sí los tiene) - Angulo de asiento y bisel de la válvula es de 45° a 50° La deformación máxima que puede tener la culata en su cara de ajuste con el block de cilindros es de 0.05 mm = 0.002”, si la deformación es mayor, se debe rectificar quitando el mínimo de material. El rectificado máximo es de 1.5 mm a 2.00 mm. La cara de las válvulas deben ajustar correctamente con sus asientos para impedir el escape de los gases. Si esta zona de las válvulas está quemada o rayadas, se deben rectificar o cambiar. Los asiento de las válvulas deben tener el mismo ángulo que la cara de la válvula y un margen de 1 mm a 1.8 mm, ya sean válvulas nuevas o rectificadas, en todo caso antes de montarlas se deben asentar y poner retenes de aceite nuevos. Reemplazar guías y válvulas si presentan mucho desgaste. La luz correcta entre el vástago de la válvula de admisión y su respectiva guía es de 0.02 a 0.05 mm y entre 0.03 mm a 0.7 mm para las válvulas de escape. Los resortes de las válvulas se cambian cuando están deformados o fatigados y no cumplan con las especificaciones correspondientes. Algunos motores emplean un solo
7
resorte para cada válvula, mientras que otros emplean dos resortes, uno exterior enrollado a la derecha y el otro interior enrollado a la izquierda. Si las tolerancias entre las válvulas y sus guías son mayor a lo especificado, así como los asientos se encuentran sobre los valores máximos, se deben reemplazar por nuevos elementos. Esto también vale para la deformación de la culata, si la deformación es mayor de lo especificado, se debe rectificar. ARMADO DE LA CULATA Antes de montar las válvulas en la culata se deben asentar, sean válvulas nuevas o rectificadas, con ello se consigue un acomodo del bisel de la válvula con el asiento lográndose un máximo de hermetismo. Una vez asentadas no se pueden cambiar de posición. Una vez puestas las válvulas, se instala el nuevo reten de aceite, resorte, platillo y seguros. Se debe tener en cuenta que todos los elementos que se instalan deben estar completamente limpios y lubricados con aceite de motor. Para verificar la rectitud del eje de levas, colocarlo en un torno o en unos bloques en “V” apoyado en sus extremos, con un reloj comparador micrométrico se verifica la rectitud o concentricidad de los descansos centrales. Si la curvatura es mayor de 0.003” = 0.76 mm, se debe enderezar el eje en una prensa adecuada o cambiarlo por uno nuevo. Las levas se desgastan por deficiencias en la lubricación, disminuyendo el levantamiento de las válvulas, con lo que se dificulta la pasada de la mezcla o la salida de los gases de escape, perdiendo potencia el motor. Con un comparador micrométrico se mide el levantamiento, debiendo ser igual para todas las válvulas de admisión y para las válvulas de escape, que es de 0.3” ó 7.6 mm o algo superior según las especificaciones del fabricante. Las levas gastadas pueden rectificarse rebajándole lo necesario en una rectificadora especial, utilizando un eje correcto como copia, operación que es bastante difícil, siendo preferible generalmente cambiarlo por uno nuevo. BLOCK DE CILINDROS DESGASTE DE LOS CILINDROS Los cilindros son cavidades perfectamente cilíndricas donde se mueve el pistón, aspirando, comprimiendo o recibiendo la alta presión de explosión y expansión de los gases. Por el continuo trabajo del pistón, roce de los anillos y la fuerza de reacción por las posiciones oblicuas de las bielas, tanto los cilindros como los pistones y los anillos, están expuestos a frecuentes desgastes. De todas estas piezas, es claro, los anillos son los que deben cambiarse mas corrientemente. La principal causa del desgaste de los cilindros es la fuerza de reacción del pistón, originada por la posición oblicua de la biela. 8
En el tiempo de expansión el pistón es impulsado fuertemente hacia abajo por una fuerza que puede valer entre 1.500 a 2.000 Kg según sea la presión de los gases y la superficie de la cara circular del pistón. Esta fuerza se descompone en una fuerza que toma la dirección de la biela y la fuerza normal que debe soportar la pared del cilindro. -
Fuerza de reacción en la expansión es de 300 a 500 Kg
Durante la compresión el eje cigüeñal impulsa al pistón hacia arriba, descomponiéndose la fuerza que transmite la biela originándose una nueva fuerza de reacción, menor que la anterior y de sentido inverso, que obliga al pistón a presionar sobre la pared derecha del cilindro. -
Fuerza de reacción en la compresión es de 35 a 50 Kg
Como consecuencia del continuo y fuerte roce del pistón sobre las paredes del cilindro, se producen desgastes en los anillos, pistones y el ovalamiento del cilindro. Después de un largo periodo de trabajo de un motor, los cilindros van a presentar desgastes cónico y ovalamiento. TOLERANCIAS Y DESGASTE DE CILINDROS Cuando el desgaste de los cilindros es considerable (mas de 0.005” ó 0.010” = 0.13 ó 0.25 mm), o cuando hay ralladuras u otro desperfecto en la pared de los cilindros, es necesario rectificar. Para medir el desgaste de los cilindros se utilizan instrumentos de precisión como calibres micrométricos o relojes comparadores. Para rectificar los cilindros es necesario utilizar una máquina especial llamada “rectificadora”. La rectificación se debe hacer con mucho cuidado, dando cortes finos hasta dejar el cilindro de un diámetro de acuerdo con los nuevos pistones sobremedida que se deberán instalar al motor. Después del rectificado a máquina, se deberá pulir el cilindro a fin de quitar las pequeñas ralladuras que dejan las herramientas de corte, para lo cual se utilizan pulidoras o bruñidoras. Las verificaciones que se realizan en el block de cilindro son las siguientes: -
Deformación máxima de la superficie superior es de 0.05 mm Ovalamiento máximo del cilindro es de 0.05 mm Conicidad máxima del cilindro es de 0.05 mm Estado de los sellos de agua y aceite Estado de conductos de lubricación Estado de conductos de agua Estado de superficies mecanizadas en general CONJUNTO MOVIL
9
El conjunto móvil esta compuesto principalmente por el pistón, la biela y el eje cigüeñal, aparte de estos componentes existen otros que se adosan a los primeros, tales como, anillos al pistón y metales o cojinetes al eje cigüeñal. Todos estos componentes deben trabajar con márgenes o tolerancias muy estrictas, así también como referencias de montaje. Pistones o émbolos: Estos elementos tienen por objeto recibir la acción de la mezcla expansiva que se traduce en una fuerza de 1.500 a 2.000 Kg, que ha de transmitirse al eje cigüeñal por intermedio de la biela. El pistón se ajusta al cilindro mediante los aros o anillos montados en ranuras practicadas en la parte superior del pistón. Entre el pistón y el cilindro deberá dejarse un pequeño juego libre para dar lugar a una lubricación efectiva impidiendo el roce fuerte y el atascamiento del pistón por la dilatación debido al calor. Para determinar el juego libre entre pistón y pared del cilindro, se mide el diámetro del pistón y se multiplica por la constante 0.0015. El resultado de la operación corresponde a la tolerancia que debe existir. Cuando se rectifican los cilindros, se deberán montar pistones y anillos sobremedida de + 0.10” a 0.060” = + 0.25 a 1.5 mm según los repuestos existentes. - Tolerancia entre pistón y cilindro = diámetro del pistón multiplicado por 0.0015 Anillos o aros: Por lo general se instalan en el pistón tres tipos de anillos que son de compresión, raspador y lubricación, todos ellos tienen una sola posición así como su tolerancia de montaje. Los anillos sellan el espacio libre que existe entre pistón y cilindro. El anillo superior de compresión, es generalmente de hierro fundido cromado de gran resistencia. Los siguientes pueden ser simples o con expandidores. Los anillos también están expuestos a lasa altas temperatura, por lo tanto van a sufrir dilatación, por esta razón una vez puestos dentro del cilindro debe existir entre sus puntas una tolerancia precisa para que absorba esta dilatación. Este margen de separación lo especifica el fabricante en su manual técnico y si no se cuenta con él, se puede emplear el método universal que consiste en multiplicar el diámetro del cilindro por unos valores que corresponden al coeficiente de dilatación del material dependiendo de la temperatura. El método es como se indica: - Primer anillo de compresión = diámetro del cilindro x 0.003 - Segundo anillo raspador = diámetro del cilindro x 0.0025 - Tercer anillo si tiene = diámetro del cilindro x 0.002 Posición de los anillos en el pistón Los anillos en pistón van puesto de una manera determinada para que cumplan su función en forma eficiente. Por lo general los anillos cuentan con marcas que indican su montaje, estas marcas se encuentran en una de sus caras laterales y pueden ser: Una letra “T”, un punto “.” O la palabra “TOP”. Siempre estas marcas deben quedar orientadas hacia la corona del pistón.
10
Así también se puede tomar como referencia el bisel que tenga el anillo, por ejemplo, cuando el anillo tiene bisel interno, este es un anillo de compresión y se instala con el bisel hacia la parte superior del pistón, si el bisel se encuentra por la parte exterior del anillo, este será un anillo raspador y se instala con el bisel hacia la parte inferior del pistón. Los anillos de sección cuadrada que no tengan marcas, se instalan de cualquier manera. Otra posición importante es la orientación de las puntas de los anillos, las puntas no pueden quedar en línea y tampoco hacia la línea del pasador y la línea imaginaria de la fuerza de reacción del pistón Tolerancia entre pistón y pared del cilindro El pistón es el elemento que se mantiene subiendo y bajando por el interior del cilindro. Entre el pistón y el cilindro debe no existir una holgura mayor o menor que lo especificado, si la holgura es mayor se producen golpes, si la holgura es menor, el pistón va a trabajar muy forzado o simplemente se va a gripar contra el cilindro cuando se dilate por efecto de la temperatura. Cuando no se cuenta con el dato especificado por el fabricante, la tolerancia se puede determinar midiendo el diámetro del pistón y multiplicarlo por un valor que corresponde al coeficiente de dilatación del pistón, el método es como se indica: -
Diámetro del pistón multiplicado por 0.0015
Cuando se hace solamente cambio de anillos a un motor, se debe tener la precaución de eliminar el reborde que se forma en la parte superior del cilindro empleando una bruñidora. Si el desgaste es muy grande, convendrá rectificar los cilindros y cambiar pistones y anillos. Previo al montaje de anillos nuevos, se deberá limpiar cuidadosamente las ranuras de los pistones, esta operación se puede hacer con un raspador plano o con anillos quebrados y arreglados como raspador. En toda reparación del motor, conviene limpiar las ranuras quitando todo el carbón que allí se acumula. Los anillos nuevos deben probarse en las ranuras del pistón y deberá controlarse su abertura puestos en el cilindro. El juego lateral o axial que necesita un anillo en la ranura es de 0.001” a 0.002” = 0.05 mm. Por las dificultades para medir este pequeño juego, se considera satisfactorio que el anillo corra suavemente por toda la ranura. Si el anillo esta apretado se puede montar sobre un pedazo de madera y desgastarlo sobre un pliego de lija esmeril que se colocará sobre una superficie plana. Para medir la abertura, se coloca el anillo en el cilindro, se empuja con la cabeza del pistón para asegurarse que quede bien perpendicular al cilindro. La abertura se mide con un feeler y de no tener las indicaciones del fabricante, se pueden dar los siguientes valores: -
Primer anillo = diámetro del cilindro multiplicado por 0.003 Segundo anillo = diámetro del cilindro multiplicado por 0.0025 Juego libre del anillo en la ranura debe ser de 0.001” a 0.002” = 0.05 mm 11
Una vez ajustado los anillos, se montan en el pistón dejando los cortes o aberturas en forma alternada y en dirección opuesta al pasador y la línea de FRP (fuerza de reacción del pistón). Distribuir sus aberturas a 120° para dificultar la pasada de los gases al cárter. COJINETES O METALES Los metales o cojinetes son elementos que se instalan entre bancadas y bielas del cigüeñal, estos elementos deben tener una holgura conveniente para permitir una suave rotación del eje y permitir a su vez que circule una pequeña película de aceite. Si el juego es muy grande, se producen golpes, se pierde presión de lubricación y además el aceite llega a las cámaras de combustión donde se va a quemar. Cuando los metales o cojinetes del eje cigüeñal se desgastan, se produce fuga de aceite, con lo que baja la presión de lubricación del motor, disminuyendo la cantidad de aceite que llega a las partes superiores del motor, como balancines, eje de balancines y válvulas. Puede también producirse curvatura del eje de levas cuando éste va en la culata. Al instalar los metales se debe respetar la tolerancia que especifica el fabricante, que generalmente tiene un valor de 0.0015” = 0.04 mm. Existe un método para comprobar la tolerancia o “luz de aceite”, esto se hace utilizando un hilo plástico llamado plastigage cuyo modo de uso es como se indica: Se corta un trozo de hilo plastigage y se coloca en el muñón o descanso del cigüeñal, previamente limpio y sin aceite, se instala la tapa y se aprieta a la torsión especificada. Esto aplasta al plastigage, luego se retira la tapa teniendo cuidado de que no se gira ele eje. Se compara el ancho del plastigage con la escala graduada que trae el envase o se mide el espesor con un micrómetro, ese valor será la holgura o luz de aceite que existe entre metal y cigüeñal. Mientras más ancha es la huincha, menor es la luz de aceite y en caso contrario mayor será la luz de aceite. El plastigage viene en sobre sellado. Se fabrica para tres escalas diferentes, cada una con un color distinto de acuerdo a lo siguiente: - Color verde = 0.001” a 0.003” - Color rojo = 0.002” a 0.006” - Color azul = 0.004” a 1.009” Modo de uso del plastigage: Se coloca un pedazo del hilo plastigage en el muñón del cigüeñal, se arma y se aprieta el cojinete con la torsión adecuada, luego se quita la tapa y se mide el espesor del plastigage aplastado, por medio de un micrómetro o por el ancho deformado del hilo con la escala medidora especial que corresponde al diámetro del plastigage empleado que proporciona el fabricante. El color azul esta ideado para cigüeñales grandes. Para automóviles, la escala roja suele usarse para metales gastados, pero si se instalan metales nuevos por debajo del tamaño normal, llega a ser necesario usar la escala 12
verde para determinar sí el nuevo metal esta o no muy apretado. Se debe tener presente que la escala verde mide hasta un mínimo de huelgo de 0.001”, mientras que el mínimo de la escala de la escala roja es de 0.002”. Un muñón de biela se gasta mas verticalmente que horizontalmente. Por lo tanto, si el plastigage se coloca en el centro del metal con el muñón en el centro inferior muerto, se registrará un huelgo máximo. As mismo, el mínimo de huelgo se encuentra a 90° de este punto. El mejor resultado se obtiene si el huelgo del metal se mide en el punto intermedio. El muñón de biela se pone a 30° del centro inferior muerto y el calibrador plástico se coloca a un cuarto de pulgada del eje vertical. Para decidir si se debe instalarse metal de tamaño normal o 0.001” ó 0.002” por debajo, compare el huelgo indicado por el calibrador plástico aplanado con el huelgo especificado. Por ejemplo, supongamos que este huelgo es de 0.0005” a 0.0025”. Si la indicación del calibrador plástico es de 0.0035” mas o menos, probar con cojinetes de 0.002” por debajo de la medida normal, lo cual reducirá el huelgo a 0.0015”. Si el huelgo es de 0.0025” a 0.0030”, pruebe con un cojinete de 0.001” por debajo, si lo tiene disponible. Si se instala un cojinete con una medida por debajo de lo normal, asegurarse de que tiene un juego libre en su muñón. De lo contrario quiere decir que el cojinete es demasiado pequeño. Los cojinetes o metales de las bielas y las bancadas están formados generalmente por casquillos de acero con una delgada capa de metal antifricción que puede ser babbit con base de estaño y plomo (cadmio, cobre, plomo y aluminio, etc.), aleaciones que tienen un bajo coeficiente de roce y que resisten las acciones químicas a que están expuestos. Entre los metales y el muñón del cigüeñal deberá dejarse un pequeño juego o espacio libre para el aceite de lubricación que se puede controlar con plastigage. El plastigage es un hilo plástico de un diámetro determinado, que se coloca sobre el muñón
Tolerancias de montajes: Los espacios libres para la lubricación de los metales de biela de 2” a 3.5” de diámetro varían entre 0.0015” a 0.0025”. Para los cojinetes de bancadas de 2” a 2.7” de diámetro del eje varía entre 0.001” a 0.0025” y para ejes de 2.8” a 3.5” los espacios libres varían entre 0.002” a 0.0035”. Los metales deben entrar apretados en los alojamientos de la biela y en la tapa, debiendo sobresalir en 0.002” a fin de que queden suficientemente apretados. Tienen también lenguetas ubicadores para impedir que giren o se corran lateralmente. Cuando los cojinetes tienen desgaste, se producen golpes de biela que deben ser corregidos de inmediato. 13
Primeramente deberá controlarse el estado del muñón del cigüeñal. Si existen ralladuras o desgastes habrá que rectificarlos a un diámetro menor, usando metales nuevos sobremedida. Si el cigüeñal se ha rectificado a menos 0.010”, habrá que emplear metales de paredes mas gruesas, con diámetro interior de 0.010” menos que los originales. EJE CIGÜEÑAL Siempre que se retire el eje cigüeñal, lavarlo completamente con parafina o gasolina, comprobar después que no haya ralladuras ni desgastes tanto en los muñones de bielas como de bancadas. Si se presenta una pequeña falla, se puede pulir con lija fina. Comprobar los muñones con un micrómetro para ver si existe conicidad o excentricidad. Los diámetros deberán tomarse a lo largo de los muñones para determinar la conicidad a alrededor de los muñones para conocer la excentricidad. Comprobar también el abarquillamiento o torcedura del cigüeñal haciéndolo girar con sus extremos sobre bloques en “V” con un reloj comparador ubicado en el centro. Rectificar el cigüeñal si la conicidad o la excentricidad es superior a 0.01 mm, como también si el abarquillamiento es superior a 0.015 mm. Generalmente en la bancada central del cigüeñal lleva anillos laterales “axiales”, para impedir el movimiento longitudinal o axial del eje. En los demás cojinetes se deja un pequeño juego libre para permitir la dilatación del eje por el calor. Cuando los muñones están ovalados en mas de 0.2 mm se deberán rectificar, dejando sus muñones a un menor diámetro de - 0.010” ó 0.020” etc. puliéndolos al final. Estos mismos valores se consideran para las bancadas o descansos del eje cigüeñal. El juego axial o longitudinal del eje cigüeñal, no debe ser superior a 0.1 mm que se mide con un reloj micrométrico, si el juego es superior a 0.1 mm se deben cambiar los aros axiales. ARMADO DEL MOTOR Cuando llega el momento de armar el motor, ya sea después de una reparación menor o después de un ajuste, se deben tener en cuenta todos estos valores y referencias de montaje. Es en ese momento cuando el mecánico tiene que poner en práctica todo su conocimiento técnico. Todas las piezas antes de montarlas, se deben limpiar minuciosamente y lubricarlas con aceite de motor. Esta lubricación se debe a que en primera instancia la bomba de aceite n ova proyectar una presión de aceite en forma inmediata. En ese instante el motor va a funcionar sin aceite a presión, por lo tanto, esa falta de aceite momentánea es superada por la lubricación que se dio a las piezas al montarlas. Todas las empaquetaduras deben ser nuevas y ponerles el correspondiente sellador (gasket o silicona roja).
14
Principalmente los pernos de bancada, bielas, volante del motor y culata, deben ser apretados de acuerdo a lo que especifique el fabricante y utilizando los métodos recomendado En resumen, en esta página se entrega un detalle de todos los datos y medidas de ajuste de un motor: CULATA: mm -
Deformación máxima de la superficie plana Rectificado máximo de la superficie plana
= 0.05 mm = 1.5 mm a 2.00
Tolerancia entre vástago y guía de válvula de admisión Tolerancia entre vástago y guía de válvula de escape Curvatura máxima del eje de levas = Alzada o levantamiento de los cámones =
= 0.02 mm a 0.05 mm = 0.03 mm a 0.07 mm 0.76 mm 7.6 mm aprox.
BLOCK DE CILINDROS -
Deformación máxima de la superficie superior Conicidad máxima del cilindros Ovalamiento máximo del cilindro Desviación de los descansos o bancadas
= 0.05 mm = 0.05 mm = 0.05 mm = 0 mm
CONJUNTO MOVIL -
Luz de aceite de metales = 0.04 mm Juego libre del anillo en la ranura del pistón = 0.05 mm Abertura del primer anillo = Diámetro del cilindro por 0.003 Abertura del segundo anillo = Diámetro del cilindro por 0.0025 Juego libre del pistón y la pared del cilindro = Diámetro del pistón por 0.0015
15
CUADRO DE TORSIONES EN LIBRA/ PIE
CLASE S.A.E.
1 O 2
5
6
8
PERNOS ESPECIALES
5 8 15 24 37 53 74 120 190 282
7 14 25 40 60 88 120 220 302 466
10 19 34 55 85 120 167 280 440 660
10.5 22 37 60 92 132 180 286 473 714
11 24 40 65 97 141 192 316 503 771
1.45 2.10 3.05 4.70 5.4 11.8 19.5 43
1.53 2.25 3.35 5.00 5.9 12.4 20.7 45
DIAMETO
¼” 3/16” 3/8” 7/16” ½” 9/16” 5/8” ¾” 7/8” 1”
TORSIONES EN KG X METRO 6 mm 7 mm 8 mm 9 mm 10 mm 12 mm 15 mm 20 mm
0.69 0.90 1.25 1.95 2.35 4.85 7.7 17.4
0.97 1.25 1.95 3.15 3.75 7.8 10.5 31.6
1.28 1.80 2.65 4.40 5 11 17 40
16
