Service.
Programa autodidáctico 248
El concepto de motores en W
Diseño y funcionamiento
Introducción Las crecientes exigencias planteadas a la potencia y a la suavidad de funcionamiento, así como a la reducción del consumo de combustible, conducen a un continuo perfeccionamiento y a nuevos desarrollos de grupos motrices.
una mayor cantidad de cilindros con unas dimensiones extremadamente compactas del motor. Al mismo tiempo se ha implantado una construcción aligerada.
El nuevo motor W8 y el W12 de VOLKSWAGEN pertenecen a una nueva generación de motores en W.
Este Programa autodidáctico se propone familiarizarle con la parte mecánica de la familia de motores en W.
Los motores en W plantean exigencias de máximo nivel a su diseño. Se ha compaginado
S248_101
NUEVO
El Programa autodidáctico informa sobre diseños y modos de funcionamiento de nuevos desarrollos. No se actualizan los contenidos.
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Las instrucciones de actualidad para la comprobación, el ajuste y la reparación se consultarán en la documentación del Servicio Postventa prevista para esos efectos.
Atención Nota
Referencia rápida Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4
Mecánica del motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Datos técnicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Mecanismo del cigüeñal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 El motor en detalle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Impulsión por cadenas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Reglaje de distribución variable . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Impulsión de correa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Circuito de aceite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Circuito de refrigeración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Alimentación de aire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 Sistema de escape . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Servicio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Sistema de juntas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Cuadro de los tiempos de distribución . . . . . . . . . . . . 54 Herramientas especiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
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Introducción Motores en W - ¿qué significa la W? Al perseguir el objetivo de conseguir grupos motrices más compactos con un mayor número de cilindros, se ha procedido a conjugar las características de los motores en V y en VR, obteniendo así los motores en W.
Si se contempla un motor en W por delante, la posición de los cilindros aparece como una doble V. Si unimos mentalmente las dos V de las filas izquierda y derecha obtenemos una W. De ahí ha surgido la denominación del motor en W.
En el caso de los motores en V, los cilindros están agrupados en dos filas, que en los motores W8 y W12 adoptan un ángulo de la V de 72°. Los cilindros de una misma fila guardan un ángulo de 15° entre sí, igual que en los motores VR.
72°
15°
15°
S248_104
S248_002
S248_001
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Principio conceptual de los cilindros en W Para explicar el principio conceptual de la configuración de los cilindros en el motor en W le mostramos primeramente las arquitecturas habituales de los motores.
El motor con cilindros en línea representa la etapa de desarrollo más remota. Los cilindros van dispuestos en una línea, verticalmente sobre el cigüeñal. Ventaja: diseño simple Desventaja: si se tiene una mayor cantidad de cilindros resultan de ahí unos motores muy largos, que no pueden utilizar para el montaje transversal.
S248_003
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Motor con cilindros en V Para obtener motores más cortos se procede a disponer los cilindros de los motores en V en un ángulo de 60° hasta 120°, y los ejes geométricos centrales de los cilindros pasan por el eje central del cigüeñal. Ventaja: motores relativamente cortos
60 - 120° S248_005
Desventaja: los grupos motrices son relativamente anchos, tienen dos culatas separadas y plantean por ello una mayor complejidad para el diseño requiriendo a su vez un mayor espacio en el vano motor.
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Introducción Motores VR Para poder ofrecer una alternativa potente, también con los motores de montaje transversal en el segmento inferior, el desarrollo condujo a los motores de arquitectura VR. Seis cilindros se entrecruzan en una V estrecha a 15°, dando por resultado un bloque motor bastante esbelto y sumamente corto. En contraste con los diseños precedentes, este motor posee una sola culata. Así por ejemplo, se ha podido ofrecer el Golf con un motor compacto VR 6 cilindros.
15°
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S248_008
Motores en W En el caso de la familia de motores en W se combinan respectivamente dos «filas VR» en un solo motor, siguiendo el principio de la modularidad. Los cilindros de una fila guardan un ángulo de 15° entre sí, mientras que las dos filas VR se encuentran en un ángulo de la V de 72°.
S248_009
72°
15°
S248_010
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Principio modular de los motores en W Recurriendo a los módulos de la familia de motores VR se han integrado en el nuevo concepto de motores en W numerosos componentes que han probado sus virtudes y que se fabrican en grandes series. El principio es bien simple. Consiste en agrupar dos compactos motores de la serie VR en un motor en W. El resultado es una serie de compactos motores de gasolina, desde el W8 hasta el W16.
Motor en V
Motor VR
de 6 cilindros
de 6 cilindros
Motor en línea
Una gran cantidad de módulos de las series VR y W son idénticos, por ejemplo: - Válvulas, muelles de válvulas y anillos de asiento de válvulas - Balancines flotantes de rodillo - Elementos para la compensación del juego de válvulas Esto permite fabricar numerosas piezas en serie y alcanzar grandes cantidades de producción.
W16
72°
W12
de 6 cilindros
W16
2xW8
2xVR6
W12
S248_105
En la evolución de los motores de 6 cilindros se manifiesta la compacidad del motor VR6. Es bastante más corto que el motor comparable con los cilindros en línea y más esbelto que el motor en V. Al combinar dos motores VR6 con un ángulo de 72° surge un motor W12.
S248_011
Si se agregan dos cilindros a cada fila de cilindros del motor W12, se obtiene un motor W16. Si se procede a acortar por mitades un motor W16 se obtienen dos motores W8. También sería factible un motor W10 compuesto por dos motores VR5. De esa forma se puede explicar toda la gama de motores en W.
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Introducción Una comparación Si se compara un motor convencional de 8 cilindros en V (cilindrada comparable) con un motor de 8 cilindros en W llama la atención especialmente su construcción compacta, de dimensiones mínimas.
Esto también se refleja si se comparan los cigüeñales. La compacidad se manifiesta claramente si se tiene en cuenta que un motor de 12 cilindros en W tiene menores dimensiones que un motor V8 convencional.
Motor W8
Motor V8
S248_014 S248_012
Cigüeñal W8
8
Cigüeñal V8
La ventaja del diseño se manifiesta más claramente aún si se compara un cigüeñal de un motor V12 convencional con el de un motor de 12 cilindros en W.
Esto significa, que la configuración en W permite reducir la cantidad de material que interviene y correspondientemente el peso referido al número de cilindros.
Motor W12
Para su comparación, he aquí el cigüeñal de un motor V12 con las mayores dimensiones
S248_013
S248_150
Cigüeñal W12
Cigüeñal V12
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Mecánica del motor Datos técnicos - Motor W8
S248_017
10
Cilindrada [cm3]
3.999
Diámetro de cilindros [mm]
84
Carrera [mm]
90,168
Número de cilindros
8
Número de culatas
2
Entrecruce [mm]
± 12,5
Decalaje de las filas [mm]
13
Ángulo de la V [°] entre las culatas de ambas filas
72°
Ángulo de la V [°] entre los cilindros de una fila
15°
Número de válvulas
4 / cilindro
Splitpin (decalaje de los muñones de biela)
-18°
Orden de encendido
1-5-2-6-4-8-3-7
Potencia y par [Nm]
[kW]
500
200
400
150
300
100
200
50
S248_018 100 2000
4000
6000 1/min S248_021
Curva de par Curva de potencia
Letras distintivas del motor
BDN
Dimensiones (l x a x a) [mm]
420 x 710 x 683
Peso [kg]
aprox. 193
Potencia máx. [kW] ([CV])
202 (275)
Par máx. [Nm]
370
Combustible
Gasolina 98 octanos según DIN EN 228 Gasolina 95 octanos con un menor índice de potencia y par
Gestión del motor
Bosch Motronic ME7.1
Posición de montaje
longitudinal
Asignación de las cajas de cambios
5HP19 4-Motion, C90 6 marchas 4-Motion
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Mecánica del motor Datos técnicos - Motor W12
S248_019
12
Cilindrada [cm3]
5.998
Diámetro de cilindros [mm]
84
Carrera [mm]
90,168
Número de cilindros
12
Número de culatas
2
Entrecruce [mm]
± 12,5
Decalaje de las filas [mm]
13
Ángulo de la V [°] entre las culatas de ambas filas
72°
Ángulo de la V [°] entre los cilindros de una fila
15°
Número de válvulas
4 / cilindro
Splitpin (decalaje de los muñones de biela)
+12°
Orden de encendido
1-12-5-8-3-10-6-7-2-11-4-9
Potencia y par
S248_020
[Nm] 800
[kW] 400
700
350
600
300
500
250
400
200
300
150
200
100
100
50 2000
4000
6000 1/min S248_022
Curva de par Curva de potencia
Letras distintivas del motor
BAN
Dimensiones (l x a x a) [mm]
513 x 710 x 715
Peso [kg]
aprox. 245
Potencia máx. [kW] ([CV])
309 (420)
Par máx. [Nm]
550
Combustible
Gasolina 98 octanos según DIN EN 228 Gasolina 95 octanos con un menor índice de potencia y par
Gestión del motor
Bosch Motronic ME7.1.1 (Sistema de dos unidades de control)
Posición de montaje
longitudinal
Asignación de las cajas de cambios
5HP24 4-Motion
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Mecánica del motor Mecanismo del cigüeñal Entrecruce Centro cilindro
Los cilindros de una fila van entrecruzados en una línea, con un ángulo muy cerrado, de 15°. Disponiendo dos filas de cilindros en un ángulo de 72° ha sido posible realizar el compacto motor en W. Para conseguir suficiente libertad de movimiento para los pistones en la zona de PMI ha sido necesario entrecruzar el mecanismo del cigüeñal en este diseño. Eso significa, que los cilindros van desplazados 12,5 mm hacia fuera con respecto al centro geométrico del motor (punto de giro del cigüeñal).
Centro cilindro
15°
Entrecruce
Entrecruce
12,5 mm izq.
12,5 mm derecha
Decalaje de los muñones de biela Con el decalaje de los muñones de biela, llamado también (splitpin), ha sido posible conseguir una distancia uniforme para el encendido. El planteamiento del motor en W se ha basado en el de un motor de 10 cilindros. Todos los cilindros de un motor de 4 tiempos producen un ciclo de encendido cada 720° del cigüeñal. Motor W10 720° cigüeñal : 10 cilindros = 72° ángulo fila de cilindros Motor W8 720° : 8 cilindros = 90° distancia de encendido 72° ángulo de fila de cilindros - 90° distancia de encendido = Decalaje muñones de biela (splitpin) -18° Motor W12 720° : 12 cilindro = 60° distancia de encendido 72° ángulo fila de cilindros - 60° distancia de encendido = Decalaje muñones de biela (splitpin) +12°
Centro cigüeñal
Punto de intersección
S248_186
de los centros de cilindros
Motor W12 21,833° 1
7 12°
6
12
8 2
3
11
9
5 4 10
S248_026
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El motor en detalle Para familiarizarle pormenorizadamente con la arquitectura de los motores W8 y W12 trataremos a continuación sucesivamente los grupos componentes principales de ambos motores. Los siguientes grupos temáticos se tratan a continuación: -
el bloque motor con traviesa portacojinetes, el cigüeñal con bielas y pistones, los árboles equilibradores, las culatas, el cárter con bomba de aceite, la impulsión de cigüeñal, la impulsión por cadenas de distribución, la impulsión de correa para grupos mecánicos auxiliares y el colector de admisión de varias piezas
Colector de admisión
Motor W8
de varias piezas
Culatas
Cigüeñal con bielas y pistones
Bloque motor con traviesa portacojinetes
Cárter dividido con bomba de aceite S248_025
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Mecánica del motor Bloque motor El bloque motor consta de dos componentes: el elemento superior y el inferior. El superior abarca, entre otras cosas, los cilindros y los sombreretes superiores de la bancada para el cigüeñal. El elemento inferior del bloque está diseñado en forma de traviesa portacojinetes, y aloja los sombreretes inferiores de la bancada.
W12 Elemento superior del bloque
W8
S248_028
Elemento inferior del bloque
S248_027
Elemento superior del bloque motor El elemento superior del bloque de «Alusil» consta de una aleación hipereutéctica de aluminio y silicio (AlSi17CuMg). Hipereutéctica significa, que en la fase de enfriamiento de la fusión de aluminio y silicio se precipitan primeramente cristales de silicio puro, antes de que se formen los cristales combinados de aluminio y silicio. La presencia de estos cristales de silicio en la estructura confiere una mayor dureza a la aleación ya fría en comparación con una aleación eutéctica de Al-Si. 16
Con el empleo de esta aleación no se necesitan camisas adicionales o un recubrimiento de plasma para la refrigeración y lubricación de las paredes de los cilindros, porque el material ya posee la suficiente solidez y resistencia a efectos de temperatura.
Elemento inferior del bloque motor El elemento inferior del bloque es una traviesa portacojinetes, que lleva empotrados los cojinetes inferiores de la bancada.
Sombrerete
S248_033
S248_030 Elemento de fundición en la traviesa
Traviesa portacojinetes W12
S248_032
Traviesa portacojinetes W8 Abertura en la carcasa para el accionamiento de los árboles equilibradores
La traviesa portacojinetes también es de aluminio. Es una estructura nervada para los sombreretes inferiores de la bancada. Estos sombreretes son de fundición gris y se integran en la fundición de la traviesa.
S248_029
Van situados por el lado de presión del cigüeñal y confieren al conjunto de cojinetes la resistencia necesaria. La traviesa portacojinetes se fija al elemento superior del bloque con 4 tornillos en cada sombrerete.
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Mecánica del motor Cigüeñal Cigüeñal W8
El cigüeñal de los motores en W se fabrica en acero bonificado, en un procedimiento de forja en estampa. Se instala una pareja de bielas entre cada dos cojinetes de bancada.
S248_036
Cojinete de bancada
Muñón de accionamiento para la
Muñón de biela
Ruedas dentadas para la cadena doble
bomba de aceite y los árboles equilibradores
S248_037
Muñón del cigüeñal Polea dentada árboles equilibradores Cojinete de
S248_043
bancada Cigüeñal de la familia de motores en W con radios en las esquinas Antivibrador S248_056 Rueda dentada
S248_045
bomba de aceite
La rueda dentada para la impulsión de la bomba de aceite se oprime y aprieta conjuntamente con la polea dentada para los árboles equilibradores (sólo en el motor W8) a través del antivibrador, apoyando contra el cojinete de bancada exterior.
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Los muñones de biela van dispuestos por parejas de conformidad con su decalaje previsto en el cigüeñal. Al montar las bielas, los semicojinetes no deben apoyar sobre los radios o sobre el borde entre las dos muñequillas (utilizar herramienta auxiliar).
Bielas y pistones
Forma trapezoidal
Taladros
S248_048
Las bielas son de acero forjado y tienen sólo 13 mm de espesor. Son bielas trapeciales, que han sido cortadas en el proceso de fabricación. Para establecer un mejor intercambio del aceite, las superficies laterales de los sombreretes de las bielas llevan dos gargantas fresadas. Mediante dos taladros inclinados en la cabeza de la biela se establece la lubricación del bulón.
S248_047 S248_016
Gargantas para el intercambio de aceite
Orificios de drenaje
Los pistones son de una aleación de aluminio y silicio (Al Si). En virtud de que la culata constituye la mayor parte volumétrica de la cámara de combustión, la zona hundida en la cabeza del pistón es sólo de muy poco fondo. La superficie oblicua del pistón ha sido necesaria debido a la posición en V de los pistones. Cada pistón lleva 2 segmentos y un segmento rascador de aceite. Para la evacuación del aceite que se acumula en el segmento rascador hay pequeños orificios de drenaje en esa garganta hacia el interior del pistón.
S248_049
S248_050
Recubrimiento de hierro (Fe) para material de hermanamiento Al Si en el bloque central
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Mecánica del motor Los árboles equilibradores del motor W8 El motor W8 posee dos árboles destinados al equilibrar las inercias que intervienen. Ambos árboles van alojados en el bloque motor. El árbol superior es accionado por el cigüeñal a través de una correa dentada. Una rueda dentada en el extremo del árbol superior impulsa al árbol inferior. Los árboles equilibradores se montan a través de dos taladros por el lado de embrague del bloque.
Taladros para
S248_055
el montaje
Rueda dentada de
Situar la marca de la rueda dentada de
impulsión en el cigüeñal
impulsión para el árbol equilibrador sobre
Rodillo tensor
la marca de la superficie de estanqueidad (PMS del cilindro 1).
S248_057
Alojamiento en casquillos cojinete del bloque motor
Situar la marca de la rueda
Piñón impulsor sobre
dentada de impulsión del
el árbol equilibrador
cigüeñal sobre la juntura divisoria (PMS del cilindro 1).
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Los árboles equilibradores tienen una garganta en el extremo que aloja las ruedas dentadas. La placa de enclavamiento incide al estilo de una peineta en estas gargantas, fijando axialmente los árboles equilibradores. Al montar hay que disponer los árboles equilibradores en la posición PMS del cilindro 1. A esos efectos hay que girar los árboles al punto en que coincidan las rayas de posición de los árboles equilibradores.
Ruedas dentadas de los árboles equilibradores
Rayas de posición
Posición de los árboles equilibradores en PMS del cilindro 1
S248_108 Placa de enclavamiento
Árbol equilibrador I
S248_107 S248_054
Árbol equilibrador II
Accionamiento
Gargantas de enclavamiento
S248_058
El accionamiento de los árboles equilibradores se protege por el lado del mando de correa con ayuda de una tapa de material plástico.
S248_059
Por el lado del embrague se cierran los orificios de inserción para los árboles equilibradores, conjuntamente con el mando de cadena, poniendo una tapa de aluminio.
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Mecánica del motor Volante de inercia bimasa con embrague
En las versiones equipadas con cambio manual, los motores en W incorporan siempre un volante de inercia bimasa. Evita que las oscilaciones torsionales del cigüeñal sean transmitidas a través del volante de inercia sobre la transmisión y puedan influir en el comportamiento dinámico.
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Volante de inercia bimasa
Tapa de embrague
Disco de embrague
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En el interior del volante de inercia bimasa, un sistema de amortiguación por muelles separa la masa de inercia primaria con respecto a la secundaria, de modo que las oscilaciones torsionales del motor no sean transmitidas al cambio. En las versiones equipadas con cambio automático se instala la chapa del convertidor en lugar del volante de inercia bimasa.
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Volante de inercia bimasa
Hueco en el dentado
Rueda generatriz de impulsos
S248_062
El volante de inercia bimasa se utiliza a su vez como rueda generatriz de impulsos para la detección del régimen del motor y para detectar la posición del cilindro 1 en acción conjunta con los transmisores Hall de los árboles de levas. Posee un hueco mayor en el dentado, que sirve como marca. Este punto se registra con cada vuelta del volante a través del transmisor de régimen, que va situado en la carcasa del cambio.
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Mecánica del motor Culatas Los motores en W poseen dos culatas de aluminio, cada una con dos árboles de levas en cabeza. Los inyectores se insertan en las culatas.
Culatas del motor W8 Abertura para el inyector Alojamiento árbol de levas admisión
Alojamiento árbol de levas escape
S248_063
Cada culata de ambos motores en W posee un árbol de levas de admisión y uno de escape, en cuya parte frontal se instala el variador de distribución.
S248_067 Variador de distribución
Balancín flotante de rodillo
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Árboles de levas
Árbol de levas
El mando de las 4 válvulas de cada cilindro se realiza por medio de balancines flotantes de rodillo, con características de fricción minimizadas. El juego de las válvulas se compensa por medio de elementos hidráulicos de apoyo.
Rodillo del balancín Balancín flotante de rodillo Válvula
S248_160 Elemento de apoyo hidráulico
S248_161
Debido a la posición de los cilindros se alternan las válvulas cortas y largas, así como los conductos de admisión y escape cortos y largos.
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Mecánica del motor
Colector de admisión en el motor W12 Alimentación de aire admisión
Culatas motor W12
S248_170
Válvulas de admisión
Conductos de admisión
S248_171
Válvulas de escape
Conductos de escape
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Conducción del aire secundario Al lado de los conductos de líquido refrigerante de y aceite se alimenta el aire secundario a través de conductos y taladros hacia conductos de escape, ante las válvulas correspondientes de escape. El aire se alimenta a través de una válvula de aire secundario en un conducto específico en la culata.
Desde allí se reenvía a la culata a través de ranuras en la brida de escape. El aire secundario llega hasta las válvulas de escape a través de conductos y taladros.
S248_169 S248_172
Empalme para válvula de aire secundario
Ranura en la brida de escape
Taladros hacia la válvula de escape en la zona interior
Taladros hacia la válvula de Taladros de
escape en la zona exterior
retorno de aceite
Válvulas de Conducto de aire secundario
escape en la zona exterior Válvulas de escape en la zona interior
líquido refrigerante Conductos de aceite
S248_174
Aire secundario
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Mecánica del motor Impulsión por cadenas El sistema de impulsión por cadenas va instalado por el lado del volante de inercia en el motor. Desde una rueda dentada en el cigüeñal discurre una cadena doble hacia las ruedas dentadas en el árbol intermediario central. Desde allí se accionan los árboles de levas en ambas culatas por medio de una cadena simple. Hay tres tensores hidráulicos para establecer el tensado ideal de las cadenas.
Impulsión por cadenas en los motores en W Variadores de distribución
Carril de tensado
Carril de Tensor de cadena
deslizamiento
Árbol de levas de admisión
Árbol intermediario central
Árbol de levas de escape
Cadena simple Cadena simple
(cadena de
(cadena de
casquillos fijos), fila
casquillos fijos), fila
izquierda
derecha Carril de deslizamiento Tensor de cadena Cadena doble (cadena de rodillos)
Rueda dentada en el cigüeñal
Carril tensor
Tensor de cadena con carril de tensado
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S248_075
Reglaje de distribución variable El motor W8, al igual que el motor W12, posee una distribución variable continua. Continua significa aquí, que la posición relativa del árbol de levas de admisión se puede variar en avance y retardo en un ángulo a discreción dentro de un margen de 52° con respecto a su posición neutra.
El reglaje se realiza por medio de variadores hidráulicos, que van atornillados cada uno en la parte frontal de los árboles de levas. El árbol de escape en el motor W8 es una excepción a este respecto. Sólo puede adoptar las posiciones de 22° de avance o retardo. La unidad de control del motor se encarga de regular la alimentación del aceite para los variadores de distribución a través de válvulas electromagnéticas.
Carcasa de distribución
S248_176
Variador celular de aletas
Electroválvula
árbol de levas de admisión
N205
Electroválvula N318
Variador celular de aletas árbol de levas de escape
S248_128
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Mecánica del motor Arquitectura del sistema Posición neutra Si la electroválvula desplaza el émbolo de reglaje a una posición media, ambos conductos (a + b) y con ellos ambas cámaras (A + B) se cargan con aceite en ambos lados del rotor interior. El rotor interior adopta de ese modo la posición central del margen de reglaje, conjuntamente con el árbol de levas a que está fijado.
Electroválvula
Conducto de aceite (a) Conducto de aceite (b)
Émbolo de reglaje
Conducto de aceite (aa)
Cámara (B) Conducto de Retorno de aceite
aceite (bb)
Rotor interior (solidario con el árbol de
Aceite de motor a presión
levas) Retorno de aceite
Cámara (A)
Rotor exterior (solidario con la cadena de distribución)
Conductos anulares S248_135
Árbol de levas
Tope
Árbol de levas
posición neutra
reglaje retardo
de admisión
Árbol de levas de escape
Fila I Tope reglaje avance
Cámara (A)
Rotor interior S248_139
Cámara (B) Rotor exterior
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Sentido de giro del accionamiento
Reglaje de retardo La válvula electromagnética conduce el flujo de aceite hacia el conducto (b). Desde el conducto (b), el aceite fluye a través de la garganta anular y el árbol de levas a través de los taladros (bb) hacia las cámaras (B) del variador de distribución. Al ingresar el aceite en las cámaras (B) se decala el rotor interior en sentido contrario al de accionamiento, produciéndose el reglaje de retardo para el árbol de levas. El aceite de las cámaras (A) se expulsa durante esa operación a través de los taladros (aa). Vuelve a la culata a través del árbol de levas y del conducto (a).
Fila I
Tope de retardo Árbol de levas
Árbol de levas
Árbol de levas
de admisión
de escape
Cámara (A)
Rotor interior Cámara (B) S248_138
Rotor exterior
Reglaje de avance Para decalar el rotor interior hacia delante, el émbolo de reglaje se desplaza en la válvula electromagnética de modo que el conducto (a) quede sometido a la presión del aceite. El aceite ingresa de ese modo en las cámaras (A) y produce un avance del rotor interior. La cámara B se vacía a través de la electroválvula al mismo tiempo, para conseguir un rápido comportamiento de respuesta.
Fila I Árbol de levas
Árbol de levas
Árbol de levas
de admisión
de escape
Tope avance
Cámara (A)
Rotor interior Cámara (B) Rotor exterior
S248_137
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Mecánica del motor Impulsión de correa
Los siguientes grupos auxiliares y elementos se impulsan por medio de la correa: -
la bomba de líquido refrigerante el alternador la bomba de servodirección el compresor del climatizador
La correa poli-V de nervadura múltiple se tensa con ayuda de un rodillo tensor hidráulico y un rodillo de reenvío. 2 rodillos de reenvío se encargan de conducir la correa hacia todos los grupos a impulsar.
Impulsión por correa en el motor W8 y en el motor W12 del VW «D1»
Bomba de agua
Tensor hidráulico de correa con rodillo de reenvío
Rodillo de reenvío
Compresor del climatizador
Alternador
Rodillo de reenvío
Antivibrador
Bomba de servodirección
32
S248_077
En el motor W12 se monta el tensor hidráulico de la cadena con el rodillo de reenvío sobre el soporte para el compresor del climatizador.
Impulsión por correa del motor W12 en el Audi A8
Bomba de líquido refrigerante Rodillo de reenvío
Rodillo de reenvío
Tensor hidráulico de la correa
Compresor del climatizador
Alternador
Polea del cigüeñal con antivibrador
Rodillo tensor
Bomba de la servodirección S248_078
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Mecánica del motor Circuito de aceite La bomba aspira el aceite del cárter y lo impele a través del módulo externo de filtro de aceite / radiador hacia el conducto de aceite principal.
El aceite pasa asimismo hacia el árbol intermediario, hacia el conjunto de distribución y tensores de las cadenas.
A través del conducto de aceite principal se alimenta el aceite para los cojinetes de bancada del cigüeñal y a través de un conducto ascendente en el bloque se suministra el aceite a presión hacia el conducto central.
En las culatas se establece el paso del aceite hacia los variadores de distribución y hacia los cojinetes de los árboles de levas a través de conductos correspondientes.
Desde el conducto central, el aceite fluye hacia los inyectores de aceite para la refrigeración de los pistones y hacia las culatas, asimismo a través de conductos ascendentes en el bloque, equipados con bloqueos antirretorno.
Circuito de aceite del motor W12
Los conductos de retorno llevan el aceite nuevamente hacia el cárter.
Electroválvulas Reglaje de distribución
Elementos hidráulicos
Variadores de
variable
Cojinetes árboles de levas
distribución
Conducto
Conducto de aceite
ascendente
central
Cojinetes del cigüeñal Inyectores de aceite para refrigeración de pistones
Conductos de retorno
Elemento superior del cárter de aceite S248_091
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Rueda de impulsión
Conducto principal
Elemento inferior
bomba de aceite
de aceite
del cárter de aceite
Esquema del circuito de aceite de los motores en W
Variador de la distribución
Árbol intermediario
Electroválvulas
Cigüeñal 3 tensores de cadena con jeringa de aceite para la cadena Inyectores de aceite
Retorno S248_094 Cadena Bomba de aceite
Cárter de aceite
Módulo filtro/radiador de aceite
Cárter de aceite motor W8 Conducto principal de aceite
S248_083
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Mecánica del motor El circuito de aceite según el principio del cárter húmedo Los motores W8 y W12 para los modelos VW poseen una lubricación con cárter húmedo. El motor W12 para los modelos Audi tiene una lubricación por cárter seco.
Lubricación por cárter húmedo, motor W8
S248_084
Módulo filtro/radiador de aceite
Bomba de aceite monoescalonada
En el caso del cárter húmedo se mantiene en el cárter de aceite la total cantidad correspondiente a la carga de aceite del motor. La bomba monoescalonada aspira el aceite del cárter húmedo a través del conducto de aspiración y lo impele de inmediato hacia el motor, previa refrigeración y filtración.
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En contraste con el sistema de cárter seco, el cárter de aceite con cárter húmedo asume la función de colectar la total cantidad de la carga de aceite del motor. De esa forma tiene un mayor volumen, el cual influye en la altura total del motor.
El circuito de aceite según el principio del cárter seco Lubricación por cárter seco, motor W12 en el Audi A8
Depósito de acopio
Bomba de aceite de tres escalonamientos
Filtro
Radiador S248_088
En la versión con cárter seco no se mantiene en el cárter la total cantidad de la carga de aceite del motor, sino que se mantiene en un depósito de acopio adicional, externo. Para realizar esto se ha diseñado la bomba de aceite en versión de tres escalonamientos. Dos escalones aspiran el aceite en diversos sitios del cárter y lo elevan hacia el depósito de acopio.
El tercer escalón (escalón impelente) vuelve a conducir el aceite hacia el motor desde el depósito de acopio, haciéndolo pasar por el radiador y el filtro de aceite. Debido al menor volumen de aceite, el cárter puede obtener un diseño más aplanado, de modo que la altura total del motor resulte menor. Al cambio es preciso realizar un diseño un poco más complejo.
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Mecánica del motor Cárter de aceite El cárter consta de dos piezas de fundición de aluminio. El elemento inferior es el depósito de aceite. En el elemento superior se aloja el conducto principal de aceite.
Elemento superior
Conducto principal
del cárter
de aceite
Nervaduras canalizadoras especiales se encargan de tranquilizar el aceite en depósito. El sensor que transmite las señales del nivel de aceite hacia la unidad de control del motor se encuentra cerca del tornillo de vaciado de aceite, introducido y atornillado por debajo en el elemento inferior del cárter.
S248_079
Nervaduras canalizadoras (chapas de barboteo)
Transmisor del nivel de aceite
Elemento inferior del cárter
Tornillo de vaciado de aceite
Bomba de aceite
Accionamiento
Conducto de aspiración
Elemento inferior del cárter de aceite S248_082
La bomba aspira el aceite del depósito en el cárter a través del conducto de aspiración y lo impele hacia el circuito de lubricación.
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La bomba de aceite en versión monoescalonada es impulsada por el cigüeñal a través de una cadena por separado en el bloque.
S248_081
La bomba de aceite se monta por debajo, atornillándola a la traviesa portacojinetes.
Módulo filtro/radiador de aceite
Para poder adaptar el motor más adecuadamente a las diferentes condiciones de espacio en los distintos tipos de vehículos, el circuito de aceite de los motores en W posee un módulo externo que abarca el filtro y el radiador de aceite. El filtro de aceite está diseñado de modo que se pueda sustituir el cartucho en el Servicio Postventa.
Módulo filtro/radiador de aceite W8
S248_095
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Mecánica del motor Lubricación El aceite en el circuito asume funciones de lubricación y refrigeración. Los motores en W se cargan con aceite de motor 0W30 3.5.
Inyectores de aceite para los pistones A partir del conducto central en el elemento superior del bloque se conduce el aceite hacia inyectores pequeños que van alojados en la parte inferior de los cilindros, para lubricar las superficies de deslizamiento de los pistones y los bulones, así como para refrigerar los pistones.
S248_093
Lubricación de los cojinetes de bancada
Cigüeñal
Semicojinete superior
El aceite se alimenta a través de taladros desde el conducto principal hacia el cigüeñal. Allí se transporta a través de una garganta en el dorso de los semicojinetes hacia el semicojinete superior. A través de cinco taladros pasa finalmente el aceite del semicojinete superior hacia el cigüeñal. S248_092 Traviesa portacojinetes
Alimentación de aceite
Garganta en la parte dorsal de los semicojinetes
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Lubricación de los cojinetes de biela
S248_175
Taladro del cojinete de bancada al cojinete de biela
Garganta en el bloque
Garganta semicojinete interior (sólo en el semicojinete superior) Afluencia al cojinete de biela
S248_177 Cámaras de
Afluencia al
transición
cojinete de bancada
El aceite pasa de la garganta periférica exterior a través de cinco taladros hasta la media garganta interior prevista solamente en el semicojinete superior. Con ayuda del taladro se establece una película de aceite uniforme. Mediante cámaras de transición integradas en el semicojinete inferior se establece una alimentación de aceite uniforme a través de los taladros en el cigüeñal hacia los cojinetes de biela.
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Mecánica del motor Circuito de refrigeración El circuito de refrigeración se carga con el líquido refrigerante VW G12. A partir del conducto central para líquido refrigerante en el elemento superior del bloque se conduce el líquido refrigerante hacia las culatas. Mediante nervaduras canalizadoras se establece una irrigación uniforme de todos los cilindros. El sentido de flujo se conduce desde el lado de escape de las cámaras de combustión hacia el de admisión.
El circuito de refrigeración está dividido en un subcircuito pequeño, en el que el líquido refrigerante sólo recorre el bloque motor y en un subcircuito exterior, que recorre el radiador.
Circuito de refrigeración en el motor W8
Calefacción
Polea poli-V
Bomba líquido refrigerante
Transmisor de temperatura del líquido refrigerante
Radiador
Termostato
S248_098 Radiador de aceite
Alternador Transmisor de temperatura del líquido refrigerante a la salida del radiador
Circuito de refrigeración pequeño Circuito de refrigeración grande
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Depósito de expansión
Circuito de refrigeración en el motor W12 Intercambiador de
Intercambiador de
Calefacción
calor derecho
calor izquierdo
estacionaria
Válvula
Transmisor de temperatura del líquido refrigerante
periodificada
Radiador
Radiador adicional
Termostato Bomba líquido refrigerante
S248_099 Radiador aceite transmisión
Alternador Radiador aceite motor
Circuito de refrigeración pequeño Circuito de refrigeración grande
Transmisor de temperatura del líquido refrigerante a la salida del radiador Depósito de expansión
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Mecánica del motor
El caudal de refrigeración fluye desde el conducto de líquido refrigerante hacia el bloque y de allí hacia las dos culatas. Dos terceras partes del caudal se conducen hacia la zona exterior y una tercera parte hacia la zona interior de cada culata. Este principio hace posible una refrigeración particularmente uniforme y lleva el nombre de refrigeración de flujo transversal.
S248_114 Caudales del líquido refrigerante en las culatas
S248_115
El líquido refrigerante recorre las culatas desde el lado de escape hacia el de admisión. De esa forma se consigue una excelente compensación de temperaturas y una refrigeración eficaz de las almas de escape en la culata y de las bujías. 44
La bomba de líquido refrigerante para ambos motores en W va situada en la parte frontal del bloque. Se encuentra directamente ante el conducto central para líquido refrigerante y se impulsa por medio de la correa poli-V.
S248_110 Bomba de líquido refrigerante con rodete
La conmutación se lleva a cabo a través de un termostato eléctrico. En los motores W8 y W12 se coloca por arriba en el elemento superior del bloque. Para la sustitución de este termostato es preciso desmontar el colector de admisión. La excitación eléctrica del termostato permite influir en el punto de conmutación y, por tanto, en la temperatura del líquido refrigerante. En la unidad de control del motor se han programado familias de características, según las cuales se puede establecer la temperatura deseada en función de las necesidades momentáneas que plantea el funcionamiento del motor. S248_111
S248_112
Para información detallada puede consultar el SSP 222.
Resistencia de calefacción S248_179
Elemento de cera
Termostato eléctrico para refrigeración por familia de características
Perno de elevación
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Mecánica del motor Alimentación de aire La alimentación de aire se realiza por medio de un conducto de admisión de geometría cónica. Consta de cuatro piezas en una aleación de aluminio. El elemento inferior del colector de admisión se atornilla con las culatas entre ambas filas de cilindros. Sobre el elemento inferior se sitúa luego el elemento superior del colector de admisión, de mayores dimensiones. El elemento superior está estructurado de modo que sea posible desmontar por separado el tubo colectivo de las filas de cilindros I y II. Esto facilita el acceso, p. ej. hacia las bobinas individuales y las bujías.
Motor W8 Elemento superior del colector de admisión
Tubo colectivo
Tubo colectivo
fila I
fila II Elemento inferior del
S248_116
colector de admisión
El aire aspirado por el motor W8 se canaliza a través de una unidad de mando de la mariposa hacia ambos tubos colectivos.
S248_117
Unidad de mando de la mariposa
S248_118
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Motor W12
El colector de admisión en el motor W12 consta de una aleación de magnesio. A diferencia del motor W8, cada fila de cilindros tiene una unidad de mando de la mariposa propia, en la cual confluyen los tubos colectivos correspondientes.
Elemento superior del colector de admisión
Tubo colectivo
Tubo colectivo
fila I
fila II Elemento inferior del
S248_119
colector de admisión
S248_120
Unidad de mando de la mariposa
S248_121
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Mecánica del motor Respiradero del cárter del cigüeñal
La válvula de diafragma limita la depresión en el cárter del cigüeñal, independientemente de la presión reinante en el colector de admisión, de modo que los gases fugados (blow-by) del cárter y depurados pasen de forma continua al colector de admisión y puedan ser quemados en el motor. No se arrastra aceite durante esa operación. El separador de aceite se encarga de eliminar las partículas de aceite en los gases fugados del cárter. El aceite separado vuelve al cárter.
Motor W8 Válvula de diafragma
S248_122 Separador de aceite
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Motor W12 Válvula de diafragma izquierda
Separador de aceite
S248_123
Válvula de diafragma derecha
Separador de aceite
S248_129
Debido a que el motor W12 posee un colector de admisión de doble caudal, cada fila de cilindros posee lateralmente una válvula de diafragma y un separador de aceite.
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Mecánica del motor Sistema de escape El motor W8 posee un colector de escape para cada culata, con un catalizador fijo cada uno. Para la regulación de los gases de escape se necesitan por ello cuatro sondas lambda en total.
El sistema de escape lleva un silenciador primario y uno secundario para cada fila de cilindros, así como un silenciador central compartido.
Sondas lambda Silenciador secundario
Silenciador central
Colector
Silenciador primario
Catalizador Tubos finales
Sistema de escape motor W8
S248_124
S248_125
50
Silenciador primario Silenciador secundario
Sonda lambda postcatalizador
Catalizadores principales
Silenciador central
Sonda lambda precatalizador
Colector
Precatalizador
Sonda lambda postcatalizador Tubos finales Precatalizador Sonda lambda precatalizador
Sistema de escape motor W12 S248_126
El motor W12 tiene dos colectores de escape en cada culata. Cada uno de estos colectores de escape está comunicado con un precatalizador propio, situado cerca del motor. Después de ello, los dos tubos de escape de cada fila confluyen en un catalizador principal. El sistema de escape posee para cada fila de cilindros un silenciador primario, un silenciador central y un silenciador secundario. Cuatro catalizadores previos y dos principales permiten conseguir una buena calidad en la reducción de las sustancias contaminantes. Para vigilar que la combustión sea de buena calidad o bien para obtener una reducción óptima de los contaminantes se aplican cuatro sondas lambda precatalizador y cuatro sondas postcatalizador.
Colectores de escape
S248_127
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Servicio Sistema de juntas El sellado de las culatas hacia las tapas de válvulas se realiza a través de una junta de goma respectivamente; hacia las superficies de contacto del colector de admisión se efectúa por medio de una junta de material elastómero; hacia los colectores de escape se establece a través de una junta nervada de metal en dos capas y hacia el bloque motor por medio de una junta nervada de metal de varias capas.
También la junta entre la traviesa portacojinetes y el elemento superior del cárter de aceite es una versión nervada de metal monocapa. El elemento superior y el inferior del cárter de aceite, así como el elemento superior del bloque motor y la traviesa portacojinetes se hermetizan por medio de sello líquido.
Junta laminada de varias capas en metal / material elastómero entre culata y superficie de contacto hacia el colector de admisión Junta de goma entre culatas y tapas de válvulas Junta nervada de metal de dos capas entre culatas y colectores de escape
Junta nervada de metal en varias capas entre las culatas y el bloque motor
Sello líquido entre el elemento superior del bloque motor y la traviesa portacojinetes
Junta nervada de metal con S248_148 Sello líquido entre los elementos
superior del cárter de aceite y la
superior e inferior del cárter de
traviesa portacojinetes
aceite
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recubrimiento entre el elemento
Sellos líquidos En fábrica se aplican los sellos líquidos mediante máquinas de control numérico (CNC), con objeto de establecer una dotación homogénea del sellante. El sello líquido entre la tapa inferior de la caja de la cadena y las tapas superiores se aplica con un procedimiento distinto. Aquí primero se atornillan las piezas y luego se inyecta el sellante a través de boquillas roscadas hacia la garganta de la tapa superior para la caja de la cadena (sistema de inyección de sellante).
La cantidad de sellante inyectada es suficiente a partir del momento en que el sello líquido sale por los orificios en el extremo de la tapa para la caja de la cadena. Las boquillas roscadas se dejan en la carcasa después de haber inyectado el sellante. Sin embargo, para efectuar un sellado de reparación es preciso sustituirlas.
Boquilla roscada
Boquilla roscada para inyectar el sello líquido Tapa superior de la
S248_152
caja de la cadena
S248_151 Ranura para el sellante
Tapa superior de la caja de la cadena (elemento
S248_140
cubriente) Tapa inferior de la caja de la cadena S248_153
(brida de estanqueidad) Boca de salida
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Servicio Cuadro de los tiempos de distribución Si llega a ser necesario desmontar las culatas se tienen que volver a poner a punto los tiempos de distribución. He aquí las marcas importantes al estar el pistón del primer cilindros situado en PMS.
S248_192
Colocar en la flecha de la fila II el eslabón de cadena en color cobre
Colocar en la flecha de la fila II el eslabón de cadena en color cobre S248_144
Árbol de levas de escape decalado hacia avance
Árbol de levas de admisión decalado hacia retardo
Fila II
Situar la marca del antivibrador sobre la juntura divisoria del bloque: Pistón del cilindro 1 sobre PMS.
S248_191
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Enroscar el mandril insertable para la inmovilización del cigüeñal en el taladro roscado del bloque: Pistón del cilindro 1 sobre PMS.
S248_190
Colocar la regleta para el ajuste de los árboles de levas.
Colocar el eslabón de cadena en color cobre sobre el diente marcado del árbol intermediario y el taladro en el bloque Colocar el eslabón de cadena en color cobre sobre la flecha de la fila I
S248_193
Decalaje del árbol de levas de admisión hacia avance
Colocar el eslabón de cadena en color cobre sobre la flecha de la fila I
Decalaje del árbol de levas de escape hacia retardo
Fila I
Al colocar la cadena de distribución inferior hay que poner el eslabón de color cobre sobre el diente marcado y situar el diente marcado sobre la junta divisoria del bloque: Pistón del cilindro 1 sobre PMS.
S248_178
Para los detalles de la forma de proceder al ajustar los tiempos de distribución consulte por favor el Manual de Reparaciones. S248_194 Diente normal
Diente marcado
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Servicio Herramientas especiales
Designación
Herramienta
Aplicación
Regleta para el ajuste de los árboles de levas
Para ajustar los árboles de levas al poner a tiempo la distribución
Herramienta núm.: T 10068
S248_187
Mandril insertable
Para inmovilizar el cigüeñal
Herramienta núm.: 3242
S248_188
Soporte para motores y cajas de cambios
Para desmontar y montar motores y cajas de cambios
Herramienta núm.: VAS 6095
S248_195
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Notas
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Pruebe sus conocimientos 1. Los cilindros de los motores con arquitectura en W van dispuestos: a. como dos motores con los cilindros en línea, uno detrás del otro b. como dos motores con los cilindros en línea, uno al lado del otro c. como dos motores en V yuxtapuestos
2. El motor en W tiene una fila de cilindros a la derecha y una a la izquierda. Se encuentran en un ángulo de: a. 15° b. 60° c. 72° d. 120°
3. El número de cilindros en un motor de arquitectura en W puede ser: a. W18 b. W16 c. W12 d. W10 e. W8
4. ¿Qué significa splitpin? a. Entrecruce. Es de 12,5 mm. b. Decalaje de los muñones de biela. Permite conseguir una distancia uniforme del encendido. c. El centro del cigüeñal (punto de giro) se encuentra dentro del punto de intersección de las medianas de los cilindros que se cruzan.
58
5. ¿Por qué posee árboles equilibradores el motor W8? a. Para evitar la transmisión de oscilaciones torsionales del cigüeñal hacia el cambio de marchas b. Para compensar las oscilaciones torsionales que se generan c. Para compensar las fuerzas másicas que se generan d. Para determinar el régimen del motor
6. Para determinar el régimen del motor se emplea una rueda generatriz de impulsos. a. Se la encaja en el cigüeñal. b. Se integra en el volante de inercia bimasa. c. Se encuentra por el lado de las ruedas dentadas de los árboles equilibradores.
7. ¿Qué conductos pasan a través de las culatas? 1.) __________________________________________________________________________ 2.) __________________________________________________________________________ 3.) __________________________________________________________________________
8. ¿Qué tipo de reglaje de distribución variable se implanta? a. Neumático b. Hidráulico c. Mecánico
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Pruebe sus conocimientos 9. Los márgenes de reglaje del variador de distribución son diferentes para los árboles de admisión y de escape. El árbol de levas de escape en el motor W8 puede: a. someterse a reglaje continuo. b. decalarse únicamente a las posiciones de avance o retardo.
10. Los siguientes grupos auxiliares se accionan con la impulsión por correa: a. la bomba de líquido refrigerante b. el alternador c. la bomba de combustible d. la bomba de la servodirección e. el compresor del climatizador
11. ¿Qué afirmación es correcta? a. El motor W8 posee una lubricación por cárter húmedo. b. El motor W12 para los modelos VW posee una lubricación por cárter seco. c. El motor W12 para los modelos VW posee una lubricación por cárter húmedo.
12. En la unidad de control del motor hay programadas unas familias de características, según las cuales se puede establecer la temperatura deseada en función de las necesidades momentáneas que plantea el funcionamiento del motor. ¿Qué afirmación es correcta? a. En todo el circuito de refrigeración hay un solo transmisor de temperatura, instalado a la salida del radiador. b. En el circuito de refrigeración hay dos transmisores de temperatura. c. En todo el circuito de refrigeración hay un solo transmisor de temperatura, instalado a la salida del bloque motor.
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13. ¿Qué afirmación es correcta? a. El líquido refrigerante recorre las culatas desde el lado de escape hacia el de admisión. De esa forma se obtiene una excelente compensación de temperaturas, así como una refrigeración eficaz de las almas de escape en la culata y de las bujías.
b. El líquido refrigerante recorre las culatas desde el lado de admisión hacia el de escape. De esa forma se obtiene una excelente compensación de temperaturas, así como una refrigeración eficaz de las almas de escape en la culata y de las bujías.
14. En las tapas superiores de la caja de la cadena se practica un nuevo procedimiento para la aplicación del sello líquido. El sellante se inyecta a través de boquillas roscadas. a. Las boquillas roscadas tienen que ser sustituidas para un sellado de reparación. b. Las boquillas roscadas se pueden utilizar las veces que se deseen. c. Las boquillas roscadas se deben desatornillar después de un sellado de reparación.
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Notas
62
63
Soluciones 1.) c 2.) c 3.) b, c, d, e 4.) b 5.) c 6.) b 7.) 1 Conductos de aceite 2 Conductos de líquido refrigerante 3 Conductos de aire secundario 8.) b 9.) b 10.) a, b, d, e 11.) a, c 12.) b 13.) a 14.) a
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