CAMISAS DE CILINDRO En los motores térmicos, se produce un notable incremento de la temperatura debido a la generación continua de calor durante su funcionamiento.
Los cilindros de los motores deben enfriarse para mantener una película de lubricante sobre las paredes de los mismos; la culata de los cilindros, los émbolos y las válvulas de escape se enfrían para impedir la detonación de combustión o la destrucción de estos componentes debida a su calentamiento excesivo, y el lubricante debe enfriarse para mantener la adecuada viscosidad bajo las condiciones de trabajo.
Para mantener la temperatura a un nivel aceptable, el fluido refrigerante circula por la camisa de los cilindros absorbiendo el excedente de calor.
Esquema simplificado del Sistema de enfriamiento de un Motor de Combustión Interna
La camisa básicamente es un revestimiento interior del cilindro del motor de explosión, inserto en el bloque motor, construido en aceros especiales para resistir rozamientos y temperaturas elevadas. La camisa cubre la longitud total de la carrera, para evitar variaciones del diámetro del cilindro debido a dilataciones desiguales y asegurar el enfriamiento adecuado.
Camisas húmedas - Camisas secas
BLOQUE DE CAMISAS HUMEDAS
El bloque es totalmente hueco y las camisas (C), no se introducen a presión, sino que se apoyan sobre el bloque formando las cámaras de agua, estando en contacto directo las camisas con el agua. Este bloque es el que mejor refrigeración ofrece, teniendo como inconveniente la dificultad de permanecer ajustadas en su montaje las camisas. La estanqueidad o ajuste se asegura con un anillo (J) de caucho sintético especial o cobre en la parte inferior, y otro en la parte superior. Su montaje no presenta dificultad. El uso de camisas hace que se puedan emplear aleaciones ligeras en la fabricación de los bloques, con lo que la disminución de peso es muy considerable.
BLOQUE DE CAMISAS SECAS
En este tipo de bloque (figura 4), los cilindros van mecanizados igual que en el caso anterior, pero en su interior se alojan, a presión, otros cilindros (C) (acero especial), con las paredes más finas, denominadas camisas, que en este caso no están en contacto con el líquido del sistema de refrigeración, dificultando en parte la refrigeración del cilindro.
Su principal ventaja es que al producirse el desgaste de estas camisas se pueden colocar otras nuevas de la misma medida que las originales, con lo que se conserva el diámetro original de los pistones.
MONTAJE DE CAMISAS HÚMEDAS Y SECAS.
2. Camisas húmedas 2.1. Preparación Antes de proceder al montaje de las camisas, debe limpiarse cuidadosamente el bloque.
Especialmente se eliminarán todos los restos del agua de enfriamiento a fin de obtener la máxima eficiencia de refrigeración. Al mismo tiempo, se prestará mucha atención en las superficies de ajuste.
Estas superficies deben estar preparadas de tal manera, que después de ser limpiadas aparezca el metal puro, sean completamente planas y estén exentas de corrosión. Con el fin de no dañarlas no se usarán rasquetas, cinceles o cortafríos.
2.2. Inspecciones.
La colocación de las camisas tiene que ir precedida de la siguiente prueba: introducción de la camisa sin las juntas o gomas con el fin de comprobar si se puede meter ligeramente y sin agarre. Un bloqueo puede conllevar la deformación dimensional del agujero.
También se comprobará que el collar asienta todo por igual y mantiene la cota de resalte "B" por encima del bloque (valor orientativo: 0.05 - 0.10 mm). El fallo de ambas medidas de seguridad hará que la hermeticidad de la cámara de combustión se vea perjudicada, lo que eventualmente puede producir una deformación considerable de la camisa. Si el asiento es defectuoso habrá que corregirlo mandrilándole y se deberá emplazar un anillo de compensación apropiado. Un apoyo insuficiente significa siempre peligro de agriete de la pestaña de la camisa.
2.3. Montaje final.
Al hacer el montaje final de las camisas, se engrasarán las juntas de goma con lubricante. En ningún caso se deben colocar las camisas en su sitio a fuerza de golpes.
Después de haber colocado la camisa, se comprobará, con la ayuda de un dispositivo medidor de cilindros, la redondez y la posible estrangulación en la zona de las juntas de goma.
Finalmente, se llenará de agua la cámara de refrigeración del bloque, para que posibles fugas puedan ser detectadas y eliminadas a tiempo.
•3. Camisas secas 3.1. Preparación
Antes de proceder al montaje de las camisas, deberán limpiarse esmeradamente los asientos en el bloque y comprobar si han sufrido posibles deformaciones.
3.2. Notas de montaje
Lubricar todo el ø exterior de la camisa. La mayoría de las veces, las camisas secas están sobredimensionadas con respecto al cilindro del bloque y deben ser introducidas a presión (ajuste por interferencia). El borde biselado C del bloque motor debe corresponder al radio D de la camisa.
Después de la colocación, debe medirse exactamente el agujero en el que se aloja la camisa. La precisión de ajuste se logra bruñendo de nuevo el diámetro interior.
Para los diferentes tipos de motores se suministran camisas de sobre medida. Los asientos deformados hay que rectificarlos como corresponde.
Las camisas secas con pestaña, no deben sobresalir (Ue = cota de resalte), tienen que quedar a la
misma altura de la superficie superior del bloque o estar metidas hasta unos 0.10 mm.
Bloques de camisas húmedas y secas 10
Como hemos visto anteriormente, una de las partes “vitales” y constitutivas del motor es el bloque, tomando una forma hueca sobre la cual se apoyan las camisas, que actúan como un receptáculo y una cámara. En el caso de las camisas húmedas, estamos hallando un sistema de refrigeración por agua, donde actúan como una perfecta cámara refrigerante.
Estas se encuentran perfectamente cerradas gracias a un anillo de cauchocolocado tanto en su parte superior como inferior, pudiendo montarse facilmente de esta manera en el bloque, sin recurrir a presión excesiva. En cambio, en las camisas secas, no se utiliza el espacio o receptáculo de líquido refrigerante, sino que éstas van directamente conectadas con otros cilindros con paredes más finas, y por ende, de dimensiones más escasas.
A diferencia de las anteriores, sí requieren ser montadas a presión, al igual que los cilindros que se alojan en ella. La ventaja que ésta ofrece, debido a su montaje y a su conformación, es su fácil reemplazo cuando comienzan a ser defectuosas, a pesar de no brindar una favorable refrigeración al motor y su sistema. Actualmente existen camisas de una aleaciones más livianas, lo que permite una disminución considerable en el peso total del motor, además de un fácil reemplazo en su eventual daño.
Cilindros con camisa: camisa seca Seguimos explicando algo de teoría sencilla sobre la fabricación de los motores alternativos. Anteriormente, publicábamos que los cilindros tienen que guardar con el émbolo un coeficiente de fricción bajo ya que el émbolo se desliza por la superficie rectificada del cilindro. Sin embargo, esto sólo pasa cuando el cilindro no lleva camisa(esto es más barato, pero también más pesado ya que deben utiilzarse mejores características rozantes). Normalmente, excepto en los motores más pequeños, se utilizan unos dispositivos llamados camisas, que funcionan como la superficie rozante por la que se desliza el cilindro. Viene a ser un forro metálico que libra al cilindro del esfuerzo rozante. Hay dos tipos, camisa seca, o camisa húmeda. Por ahora nos centraremos en las camisas secas. La camisa seca se introduce a presión, sin que quede hueco entre ella y el cilindro. En este caso, el líquido refrigerante no toca la camisa, y ésta es muy delgada ya que no tiene función estructural. La camisa seca no absorbe los esfuerzos, sólo tiene función rozante. Los esfuerzos se ocupa de absorberlos el cilindro. Esta camisa podemos ponerla a través de todo el cilindro o bien donde el desgaste es más acusado, es decir, en los centímetros superiores (donde los gases se expanden, hay más calor de combustión y más ataque químico). De hecho, es en estos centímetros superiores donde se permite un pequeño huelgo entre camisa y cilindro para absorber el coeficiente de dilatación de la camisa, si bien se impide el desplazamiento axial por medio de unos topes o un anillo de seguridad.
Las camisas de cilindros son piezas perforadas de forma cilíndrica, por la cual se desplazan los émbolos, cuyas paredes interiores son de superficies lisas y en algunos casos cromadas para mayor resistencia al desgaste. Existen dos modos de hacer la parte interior del cilindro, el primero se basa en dar tratamiento superficial al propio metal del bloque, que consiste en recubrirlo de una capa muy resistente de otro material distinto del que tiene el bloque y el segundo radica en colocar dentro del cilindro una pieza independiente, que es la que recibe el nombre de camisa .
Contenido [ocultar]
1 Requisitos a tener en cuenta
2 Tipos de camisas
o
2.1 Camisas húmedas
o
2.2 Camisas secas
3 Estructura
4 Materiales
5 Dimensiones estructurales
6 Modos de aumentar la durabilidad
7 Fuente
Requisitos a tener en cuenta Las camisas de cilindros deben reunir las condiciones siguientes:
Suficiente solidez para aguantar la fuerza de los gases. Buena resistencia al desgaste del espejo del cilindro durante un largo plazo de funcionamiento del motor. Altas propiedades antifricción y anticorrosivos. Empaquetadura firme. Posibilidad de dilatarse en sentido longitudinal (para las camisas húmedas).
Tipos de camisas
Tipos de camisas.
Hay camisas secas y camisas húmedas. Las camisas bañadas directamente por el líquido de refrigeración se llaman húmedas , y las camisas cuya superficie externa está en contacto con la superficie interna del cilindro reciben el nombre de camisas secas .
Camisas húmedas Las camisas húmedas extraen mejor el calor y se usan en los motores forzados. Los bloques-cárter de camisas húmedas son menos rígidos que los de camisas secas. Para aumentar la rigidez de las camisas húmedas su superficie externa se hace algunas veces con tendones circulares. Las camisas húmedas se refrigeran mejor y se pueden sustituir con facilidad cuando se deterioran, sin necesidad de quitar el motor del chasis. En este caso se montan camisas, émbolosy segmentos nuevos por lo que se encarece el costo a diferencia de las camisas secas. Para que conserve su forma geométrica, la camisa tiene dos resaltes anulares guiadores (uno arriba y otro abajo), siendo el diámetro del inferior algo más pequeño que el del superior. Las superficies de apoyo de las camisas húmedas se colocan en unos salientes anulares que tiene el bloque de cilindros cuya rigidez debe ser suficiente para que al apretar losespárragos se altere lo menos posible la forma geométrica de la camisa.
Camisas secas El empleo de camisas secas postizas da la posibilidad de conseguir superficies altamente resistentes al desgaste con pequeños gastos de materiales de aleacióncaros.
Fig 1. Cilindro con camisa seca.
Las camisas secas se colocan a todo lo largo del cilindro (fig. 1, a) o solamente en su parte superior (fig. 1, b), donde se observa el mayor desgaste. A veces las camisas secas se colocan en el cilindro libremente en toda su longitud, dejando un pequeño huelgo. Así, en algunos motores el huelgo entre la camisa y el cilindro llega a 0,05 mm. Cuando el motor funciona esta holgura desaparece, debido a que la [[temperatura]Τ de las camisas no es igual a la de las paredes del bloque. Las camisas secas ajustadas a presión que se colocan a todo lo largo del cilindro pueden carecer de rebordes anulares de apoyo. A diferencia de las camisas húmedas este tipo de camisas permite ser maquinada, aumentando el diámetro interior, hasta un número de veces especificados por el fabricante para lo cual se disponen de émbolos y segmentos nuevos que se ajusten a las nuevas medidas y cuando no admite reparación puede ser sustituida por una nueva de medida original.
Estructura
Fig 2. Fijación de la camisa seca para evitar desplazamientos axiales.
El bloque-cárter de los motores de automóvil se hace frecuentemente con camisas postizas. La rigidez del bloque de cilindros depende del tipo de camisa y de su ajuste. Para evitar que la camisa se desplace axialmente si se agarrota el émbolo se deben utilizar anillos de apoyo de seguridad 1 (fig. 2). La holgura s permite que la camisa se desplace libremente al deformarse térmicamente.
Fig 3. Camisas húmedas con apoyos en salientes anulares situados a distintas alturas.
Los salientes anulares en que descansan los planos de apoyo de las camisas se pueden hallar junto a la superficie del bloque (fig. 3, a), o a una distancia de dicha superficie igual a 1/3 - 1/2 del diámetro del cilindro (fig. 3, b), o en la parte inferior del bloque (fig. 3, c). Con la posición más baja del plano de apoyo de la camisa con respecto a la culata de los cilindros, mejoran las condiciones de refrigeración de la parte superior de la camisa y desciende la temperatura de los segmentos del émbolo.
Fig 4. Disposición de los salientes para los espárragos.
La junta de la camisa con la culata de los cilindros se puede empaquetar haciendo una ranura circular 1 (fig. 3, b) en la culata de los cilindros, lo que da la posibilidad de disminuir el espesor de la parte superior de la camisa y, de esta forma, conseguir que se caliente un poco menos. Elárea de la superficie anular de apoyo de la camisa húmeda de fundición no excede del 15% del área del émbolo (fig. 4, a). Los salientes de apoyo pueden ser de formas diversas (fig. 4, a y b). A pesar de las ventajas que hemos indicado, el uso de las camisas cambiables complica la construcción del motor y aumenta su masa y costo.
Materiales En la mayoría de los casos las camisas se hacen de fundición ácido-resistente de alta aleación con estructura austenítica, a veces se hacen de acero 38XM1OA. Eldesgaste de las camisas, que depende de la dureza de la superficie del espejo del cilindro, aumenta al disminuir la dureza. Así, por ejemplo, las camisas cuya dureza es HB 140 - 160 se desgastan 2 veces antes que las que tienen la dureza HB 220 - 250 (siendo la dureza de los segmentos de los émbolos HB 230 -260). Para elevar su resistencia, el espejo de los cilindros se recubre de una capa delgada de cromo poroso (de 0,05 -0,08 mm de espesor). Cuando el diámetro del cilindro no es mayor de 250 mm el recubrimiento antedicho es seguro. Las camisas de acero se colocan solamente en los motores de gran potencia. El espejo de estos cilindros se distingue por su elevada resistencia al desgaste, ya que la superficie interna de la camisa se nitrura. La dura capa nitrurada resiste bien el desgaste y posee una considerable resistencia a la corrosión a altatemperatura. Al mismo tiempo aumenta la duración de los segmentos de fundición de los émbolos, porque el coeficiente de rozamiento de éstos con la superficie nitrurada es pequeño. En el desgaste de las camisas y de los segmentos de los émbolos ejerce gran influencia el acabado de sus superficies (0,35 - 0,45 µ). El recubrimiento con una capa de cromo poroso del segmento superior del émbolo y el acabado antedicho de la superficie interna de la camisa contribuyen a elevar la resistencia al desgaste de las camisas y los segmentos.
Dimensiones estructurales El espesor de las paredes de las camisas secas se hace igual a 3 - 5 mm, y el de las húmedas se determina por la correlación S=(0,06 - 0,10) D, teniendo en cuenta la posibilidad de mandrilar las camisas al hacer la reparación. El espesor de la pared de la camisa en las secciones de las ranuras de empaquetamiento no debe
ser menor de 5 mm, y en las secciones de los resaltes anulares guiadores, 2 -3 mm mayor que el espesor mínimo.
Modos de aumentar la durabilidad La duración de las camisas se puede aumentar de los modos siguientes: 1. Instalando un termóstato en el sistema de refrigeración, en cuyo caso el desgaste de la camisa disminuye en 2 veces por término medio. 2. Utilizando ventilación en el cárter para desalojar los gases que llegan a él desde los cilindros. 3. Empleando filtros de papel de depuración fina. 4. Depurando el aire en dos etapas. 5. Colocando delante del radiador persianas mandadas por un termóstato independiente.
camisas de cilindro. Hay dos formas de hacer la parte interior del cilindro, por donde corre el pistón. Una es dar un tratamiento superficial al propio metal del bloque, que consiste en recubrilo de un capa muy resistente de otro material distinto del que tiene el bloque. Por ejemplo, los recubrimientos a base níquel y silicio son de este tipo. La otra es colocar dentro del cilindro una pieza aparte, que es la que se denomina «camisa». Una ventaja de la camisa es que, en caso de desgaste o deformación, se puede cambiar. Un inconveniente es que hacen que el motor ocupe más espacio. Existen dos tipos de camisas: secas o húmedas. Se denominan secas cuando no están en contacto con el líquido refrigerante, sino que son muy delgadas y van directamente en contacto con el bloque, que es el que soporta los esfuerzos mecánicos de las explosiones. Las camisas húmedas son más gruesas, y se montan de forma que entre el bloque y la propia camisa circula el líquido refrigerante.
Camisa Humeda Martes, 19 Agosto
En este caso la camisa reemplaza totalmente al cilindro del bloque y es apoyada en éste únicamente en su parte superior e inferior siendo rodeada en su totalidad por los ductos de refrigeración. Para una reparación simplifica el proceso ya que solo se debe extraer la camisa vieja y reemplazarla por la nueva, la cual se sujeta del bloque en la parte superior por medio de unas bridas, las que presionan evitando cualquier tipo de movimiento. Camisas de cilindros
En muchos motores de vehículos industriales y motores estacionarios funcionan pistones en camisas de cilindros especiales que se ajustan en el bloque de motor. Según el principio de construcción se distinguen camisas de cilindros secas y húmedas. El programa de suministro de BF ofrece una amplia selección de camisas de cilindros, con una extensa cobertura de mercado para motores de los fabricantes principales de motores diésel. Las camisas de cilindros del programa BF están adaptadas de forma óptima a las partes deslizantes, los pistones y segmentos del pistón. Esto garantiza un menor desgaste, una larga vida útil y una disipación térmica óptima.
