PRE RESE SEN NTA TAC CIÓ IÓN N DE COMPONENTES DEL MOTOR CAT
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Componentes del Motor
Componentes del Motor
Conjunto de Bloque
Bloque de cilindros
Bloque Principal o Monoblock El bloque de motor es la estr es truc uctu tura ra qu que e so sopo port rta a to todo dos s los componentes del motor Caterpillar. Mantiene el cigüeñal, los pistones, las bielas y otros componentes en alineación precisa. refrigerante y el aceite del motor y provee espacio para ajustar componentes externos como la bomba de agua y el filtro de aceite. Los bloques de motor Caterpillar se funden en hierro gris para resistir los esfuerzos, el calor y la vibración.
Función del Bloque El bloque tiene tres funciones principales: 1)Enfriar los 1)Enfriar los co cond nduc ucto tos s de agua dentro del oque sum n stran un fl u j o de refrigerante a l r e de d o r de cada perforación de cilindro, a través del frente de l l a m a y d e n tr o d e l a culata.
2) Lubricar – Los conductos de aceite abiertos en todo el bloque suministran aceite para lubricar todas las piezas del motor. 3) Dar estabilidad – Los bloques mantienen su forma y tamaño en una variedad de temperaturas y cargas del motor.
Culata
En los motores más pequeños de diseño en línea, la culata es una sola pieza fundida que se fija a la parte superior del bloque de motor. Los motores en “V” y algunos motores en línea grandes usan dos o más culatas. Por ejemplo, los motores de las series 3500 y 3600 Caterpillar tienen una culata por cilindro.
Funciones de la Culata La culata realiza las siguientes funciones: - Forma la superficie de sello superior de la cámara de combustión. - Disipa el calor a medida que e re r geran e pasa por los conductos de agua internos. - Dirige el aire de admisión y escape hacia dentro o afuera de la cámara de combustión. - Da soporte a las válvulas e inyectores.
La culata contiene más piezas móviles que cualquier otra parte del motor. La culata controla: - Los gases de combustión y el flujo de gases dentro del motor. - La utilización del combustible. - El enfriamiento del motor.
La culata debe soportar altas presiones y temperaturas muy altas. La culata debe ser suficiente rígida para sellar el bloque a la a la empaquetadura de la culata. La culata también sostiene las válvulas y el tren de válvulas para asegurar una operación uniforme y confiable.
Culata – Asientos de Válvulas En muchas culatas, el asiento de válvula se refuerza con el uso de un casquillo. generalmente se ajusta fuertemente a la culata y es muy resistente al desgaste.
Culata – Proceso de Remanufactura Caterpillar Muchos de los que reconstruyen culatas ofrecen culatas de intercambio en donde solo se hacen las reparaciones necesarias. A menudo estas reparaciones se realizan con piezas desgastadas. El proceso de remanufactura Caterpillar, que se menciona aquí asegura el rendimiento confiable del motor y la máxima vida útil.
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PROCESO DE REMANUFACTURA Caterpillar comienza con un desarrollo completo de la culata. Las piezas se envían para prueba y reparación individual. Esto incluye límite de carga de los resortes de la válvula, para verificar que se cumplan las especificaciones de rendimiento.
Todas las fundiciones de culata Caterpillar son probadas totalmente con magnaflux para la identificación de fisuras. Se realiza también un reemplazo total de válvulas de escape. Una vez que se completan las tareas de reparación y pruebas, se aplican las mismas especificaciones de fábrica de calidad para el control de armado, usadas para las culatas nuevas. Después del armado, las culatas se prueban con presión en busca de fugas.
Sellos Integrales Ahora se usan sellos integrales en algunas empaquetaduras. Este nuevo diseño adapta la tecnología de los sellos anulares a las pestañas.
Los sellos se fabrican de un elemento de sello o cordón unido a un portador. El portador puede ser de plástico o metal. El portador transfiere la carga a través de la unión. El diseño de sello integral es muy su erior a las em a uetaduras planas porque prácticamente se eliminan las fugas. El portador del sello integral también retiene mejor el par del perno que la lamina de material de empaquetaduras la cual puede comprimirse con el tiempo y reducir el par del perno.
Empaquetaduras de culata Caterpillar Las empaquetaduras de imitación no sellan tan bien como las empaquetaduras de Caterpillar y puede que no cumplan con las relacionadas con la deformación térmica o el espesor de la pestaña. La deformación térmica es el adelgazamiento de una empaquetadura a medida que el material se deforma permanentemente debido a las temperaturas y presiones altas. www.equipo-pesado.info
Muchos fabricantes de imitaciones usan material de núcleo sólido que retiene más calor y deterioran el material de la superficie y causan deslaminaciones. El perforado de Caterpillar permite mayor transferencia de calor y mejor adherencia al material del núcleo y de la superficie.
Muchos fabricantes de imitaciones usan anillos de acero de carbono bajo que no son durables. El anillo de combustión más duradero de Caterpillar es el resultado del material de acero inoxidable. La mayoría de fabricantes de matriz de fibras que puede causar deterioro de las empaquetaduras y falla eventual de los sellos.
Las empaquetaduras Caterpillar usan material de grafito que mejora significativamente la capacidad de sello.
Cilindros – Cual es su función
Los cilindros son orificios en el bloque del motor que tienen cuatro funciones básicas: 1. Alojan los pistones y forman la cámara de combustión. 2. Transfieren el calor de los pistones móviles y el conjunto de anillos. 3. Dan una superficie de desplazamiento para el conjunto de pistones. 4. Dan lubricación a los anillos de pistón y controlan la película de aceite entre la perforación del cilindro y la falda del pistón.
Los cilindros se enumeran desde el frente del motor hacia la parte de atrás. El frente del motor es el extremo opuesto al extremo del volante. En un motor en línea, el cilindro número uno es el cilindro frontal.
Camisas de Cilindro Las camisas forman las paredes de la cámara de combustión. La culata y las válvulas forman la superficie superior de la cámara, y el pistón y los anillos forman la su erficie inferior. El pistón y los anillos se deslizan hacia arriba y hacia abajo en la pared del cilindro sobre una película de aceite delgada. El sello entre el anillo de pistón y la pared del cilindro aísla completamente la cámara de combustión de la parte inferior del motor.
Camisas de Cilindro - Enfriamiento
Las camisas del cilindro son enfriadas por contacto directo con el refrigerante que fluye externa. Las camisas de cilindro se mantienen en el bloque mediante la pestaña superior (o soporte medio) y el área del sello anular inferior.
Como las camisas no están soportadas por el bloque en toda su longitud, tienen paredes gruesas para reforzar y resistir las fuerzas de combustión. a per orac n e cilindro en los motores sin camisas se enfría con el refrigerante que fluye por los conductos internos del bloque de motor alrededor de las perforaciones.
Camisas de Cilindro – Antecamisas reemplazables Con el fin de reparar los motores sin camisas, cuando se reconstruye el motor se usan antecamisas reemplazables. Durante el reacondicionamiento, se rectifica la perforación del cilindro a un tamaño ligeramente más grande y se presiona una antecamisa reemplazable dentro de la perforación. Estas se llaman “antecamisas secas” porque el enfriamiento se realiza indirectamente; es decir, el refrigerante no tiene contacto directo con la superficie de la antecamisa.
Camisas de Cilindro – Características y Ventajas Las camisas de cilindro y las perforaciones deben ser uniformemente redondas para asegurar un buen asiento con los anillos del p s n. as cam sas e cilindro Catepillar son tratadas térmicamente en toda su longitud para proporcionar más resistencia.
Las camisas de cilindro se pulen por frotamiento para dar resistencia adicional en el área de mayor tensión de la pestaña, en donde se concentran los esfuerzos de la combustión.
Las camisas y perforaciones de Caterpillar también tienen un patrón de rectificado transversal y uniforme que asegura la distribución correcta de aceite en toda la superficie interna de la camisa, que permite el asiento de los anillos y lubricación adecuados y evitan el rayado de los anillos y las camisas.
Camisas de Cilindro – CAT Muchas camisas de imitación se fabrican de hierro gris de baja pueden dar como resultado fisuras prematuras y fallas. Por otra parte, las camisas Caterpillar usan hierro gris de alto grado de gran resistencia y duración.
Caterpillar exige el cumplimiento de tolerancias exactas que aseguran perforaciones perfectamente redondas para un asiento adecuado de los anillos y un ajuste perfecto en las perforaciones de los bloques.
Algunos fabricantes que no son Caterpillar, ofrecen perforaciones ovaladas que resultan en un ajuste inadecuado de los anillos. Estas no podrán sellar adecuadamente, lo que significa un control deficiente del aceite. Si los cilindros tienen perforaciones de menor tamaño los pistones se pueden agarrotar.
Pistones La función principal del pistón es transferir la energía de la combustión al cigüeñal en forma de potencia mecánica. También actúa como una bomba en las carreras de admisión y escape para combustión y sacar los gases de escape. Un pistón se ajusta dentro de cada camisa y se mueve hacia arriba y hacia abajo durante la combustión. La parte superior del pistón forma la parte inferior de la cámara de combustión.
Los pistones deben ser fuertes, livianos y buenos conductores del calor. Los pistones Cat se maquinan cuidadosamente en forma ovalada. Durante la operación del motor, el calor hace que el pistón se expanda de su forma oval a la forma circular para un mejor contacto concéntrico de los anillos del pistón con la superficie de la camisa del cilindro.
Este diseño suministra un excelente control del aceite y combustión eficiente. Los pistones Caterpillar tienen un resalto lateral especial maquinado en el área del orificio del pasador en donde esfuerzos. Esto da espacio libre al pasador del pistón para que se flexione en cargas altas sin agarrotarse en el orificio.
Partes del Pistón 1. La Corona (o primer resalto) – es la parte superior del pistón en dónde ocurre la combustión. 2. Tapón térmico (en motores antiguos) – disipa el calor de la parte superior de la corona y protege la corona de aluminio del calor de la combustión.
3. Ranuras de anillos la – conservan compresión y los anillos de control de aceite. 4. Resaltos de anillos – área entre los anillos. 5. La perforación del pasador (llamada perforación de pasador de pistón) – contiene un pasador que conecta el pistón a la biela.
6. Anillo retenedor – mantiene el pasador del pistón dentro de la perforación del pasador. 7. La Falda (llamada falda del istón) – contiene la perforación para el pasador del pistón y también resiste las cargas laterales.
Pistones – Cavidad de la Corona y Conductos de Enfriamiento Hay un área bajo la corona (1) en el lado interno del pistón. Al unos istones contienen conductos de enfriamiento de aceite (2) no visibles en el lado interno de la corona del pistón.
Tipos de Pistón Los pistones CAT se fabrican usando diversos métodos. - Corona de aluminio forjada con falda de , soldada por haz de electrones. - Compuesto – una corona de acero y falda de aluminio forjado empernadas juntos.
- Articulado – corona de acero forjado con orificios de pasador y bujes y una falda separada de aluminio fundido. Las dos piezas se unen mediante un pasador de pistón. Este pistón de dos piezas es necesario en motores de salida alta que tienen presiones de cilindro altas. - Pistón de aluminio fundido de una sola pieza – la banda de hierro lleva los anillos de pistón.
Pistón de una pieza comparado con el de dos piezas Los pistones de aluminio de una pieza se usan en muchas aplicaciones. Los motores con mayor presión de cilindro requieren pistones de dos piezas. La parte superior del pistón se llama Corona del pistón. Los pistones de precombustión (PC) tienen un tapón térmico de acero inoxidable en la corona. Los pistones de los motores de inyección directa tienen un diseño de cráter. A un lado del pistón están las ranuras de los anillos y los resaltos, que son el área entre los anillos. La parte inferior del pistón se llama Falda y contiene el orificio para el pasador del pistón.
Pistón Articulado 3500B Este nuevo pistón de dos piezas para los motores 3500B ofrece muchas ventajas. La temperatura del pistón se reduce gracias a la cámara de enfriamiento de ace te cerra a. ste cambio les permitió a los ingenieros reducir la altura total del pistón, lo que permitió aumentar la carrera. Este cambio de diseño suministra un aumento de cilindrada de hasta 13%.
Este nuevo pistón también incorpora un segundo anillo rectangular que disminuye el consumo de aceite. Este nuevo pistón puede usarse en el motor 3500B de gran cilindrada (HD). El 3500B-HD se usa en cam ones e m ner a, generación de potencia, locomotoras y aplicaciones marinas. Este motor, en configuración de 24 cilindros, impulsa el Camión de Obras 797.
Características y Ventajas de los Pistones -Los pistones CAT también se construyen con aluminio con aleación de silicio, lo que resulta en un diseño que tiene el objetivo de útil. Este diseño permite que los pistones Caterpilar se puedan reutilizar, lo que ahorra costos para el cliente y al mismo tiempo añade confiabilidad al motor.
- La banda de hierro y níquel fundido de los anillos del pistón proporciona ranuras de poco desgaste que dan un mejor soporte al anillo, resistencia al pistón, mejor sello y capacidad de reutilización. En la figura se u v anillos. La banda de hierro y níquel fundido de los anillos es una de las muchas características de diseño del pistón Cat que aseguran una vida de desgaste prolongada.
- Los pistones Caterpillar tienen 2,3 o 4 anillos dependiendo del modelo del motor. Con el tiempo, los anillos pueden desgastarse, produciendo el “paso de gases de compresión al carter”. Si esto ocurre, un u u encargará de la función de retener los gases. La ventaja de este diseño es un aumento en el intervalo de reacondicionamiento del motor y además la oportunidad de reutilizar el pistón.
Anillos del Pistón – Cuál es su función
Los anillos del pistón realizan dos funciones. En primer lugar, suministran un sello de gas entre el pistón y la perforación del cilindro. Al hablar de un sello de gas, los anillos del pistón aseguran una relación de compresión óptima y permiten que toda la potencia producida en la combustión se transfiera al cigüeñal.
En segundo lugar, los anillos del pistón controlan el flujo de aceite. El conjunto de anillos debe permitir que el aceite llegue al anillo superior que raspa el aceite hacia abajo para lubricar los otros anillos. Los anillos también evitan que el aceite escape a la cámara de combustión.
Entorno de Operación de los anillos del Pistón En un motor diesel moderno, las presiones pueden llegar hasta 2000 lb/pulg2 a una temperatura continua de gra os e s us grados Fahrenheit). Los anillos de pistón tienen que controlar espesores menores de 0.002 mm de película de aceite en la perforación del cilindro.
Anillos del Pistón
Todos los anillos de pistón están ubicados arriba del orificio del pasador del pistón. El aceite regresa al carter a través de orificios en las ranuras del anillo de control de aceite.
Todos los pistones Caterpillar tienen tres anillos, con excepción de algunos pistones de la Serie 3200, que solo tienen dos anillos. Los anillos superiores son los anillos de compresión y sellan los gases de combustión en la cámara de combustión. El anillo inferior es el anillo de control de aceite y controla la cantidad y espesor del aceite en la superficie de la camisa de cilindro.
Los anillos del pistón Cat se fabrican de hierro dúctil resistente pero flexible y tienen tratamiento térmico para darles mayor resistencia. Además, los anillos del pistón Caterpillar están revestidos con material de desgaste de cromo o plasma que esta muy por encima de las normas industriales y suministran una vida de desgaste excepcionalmente larga.
Los motores de la Serie 3400 usan los anillos revestidos de plasma, que resisten el rayado, aún cuando aumente la potencia del motor.
Tipos y Formas de los anillos del Pistón Hay dos tipos de anillos de pistón: - Anillos de compresión - Anillos de control de aceite Los anillos del pistón tienen forma de cuña o rectangular con una cara de contacto plana, biselada y revestida con un material templado resistente al desgaste. Los anillos superiores tienen caras de cromo o molibdeno templado, mientras que los anillos intermedios generalmente tienen caras con cromo templado.
La mayoría de los anillos intermedios tienen un corte de escalón en su parte posterior, lo que produce un anillo enroscado. (El termino an o n erme o se refieren simplemente al anillo del pistón que esta entre el anillo superior y el anillo inferior).
Anillos de Compresión Los anillos de compresión sellan la parte inferior de la cámara de combustión al impedir que los gases de combustión escapen por las paredes exteriores de los pistones. Los anillos de compresión Cat (tanto superiores como intermedios) tienen un resa to test go que se ve como una línea). Este resalto testigo realmente es el resultado de una prueba de calidad efectuada en cada anillo de pistón Caterpillar y certifica que el anillo es perfectamente redondo y que proporcionara un sellado correcto y un control uniforme del aceite.
Anillos de Control de aceite Generalmente hay un anillo de control de aceite por debajo de los anillos de compresión. Los anillos de control de aceite camisa del cilindro a medida que el pistón se mueve hacia arriba y hacia abajo. La película de aceite reduce el desgaste de la camisa de cilindro y del pistón.
Resorte Expansor
Detrás del anillo de control de aceite se encuentra un resorte expansor, que ayuda a mantener una película uniforme de aceite en las paredes del cilindro.
Superficie Dura Todos los anillos tienen una superficie dura la vida del anillo.
Abertura del extremo del anillo Cada anillo de pistón tiene una abertura en los extremos del anillo. Para evitar fugas, asegúrese de escalonar estos espacios cuando instale los anillos. En otras palabras, no alinee las aberturas de los anillos, o habrá fugas.
Características y ventajas de los anillos del Pistón
Otros
- El espesor de cromo, que es el material de desgaste, en un anillo Cat es de hasta 0.011 pulgadas. La norma industrial para el espesor del cromo en los anillos es de solo 0.004 pulgadas.
- Los anillos Caterpillar son tratados térmicamente para garantizar resistencia y larga duración, mientras que otros anillos son más blandos y se desgastan más rápidamente. -Los anillos de com resión Caterpillar se fabrican de hierro dúctil de alta resistencia, que es más durable que el hierro gris usado por otros fabricantes. El hierro gris puede ser quebradizo y es susceptible a romperse en situaciones en las que la flexibilidad y el movimiento son importantes, como en el caso de los anillos de pistón.
