Motores
ÍNDICE
1 >> >> De Descon one exió ión n de de lo los co comp mpon one ent nte es aux auxil ilia iarres de del mot motor or
5
Unid Un idad ades es 3
2 >> Extracción del motor del vehículo
9
Unid Un idad ades es 3
3 >> Diagnosis de la junta de la culata
15
Unidad Un idades es 7, 8, 15
19
Unida Un idade dess 7, 8
4 >> Desmontaje, verificación, reparación y montaje de la culata 5 >> Medida de compresión y fugas de un motor
29
Unidad Un idades es 7, 8, 11
33
Unida Un idade dess 13
41
Unid Un idad ades es 8
47
Unid Un idad ades es 8
53
Unid Un idad ades es 8
59
Unida Un idade dess 8, 9
71
Unida Un idade dess 8, 9
6 >> Desmontaje y montaje de retenes y rodamientos en el motor 7 >> Limpieza, verificación y comprobación del plano superior del bloque y medición de los apoyos de bancada 8 >> Medición de cilindros. Cálculo de la cilindrada. Comprobación de conicidad y ovalización 9 >> Montaje de camisas húmedas en el bloque 10 >> Desmontaje, verificaciones y montaje del conjunto volante-cigüe volante-cigüeñal ñal 11 >> Desmontaje Desmontaje,, verificaciones y montaje del conjunto biela-pistón l a n o i s e f o r P
©
12 >> Sustitución de la correa de distribución
83
Unidades Unidad es 10 10,, 11 11,, 15
de los elementos de la distribución
91
Unida Un idade dess 11
14 >> Verificación de un turbocompresor
11 1
Unidad Un idades es 12 12,, 17
13 >> Desarmado, verificación, reparación y armado
15 >> Desmontaje y montaje de culata, cilindro y pistón en motores de 2 tiempos
117
Unidades 13
en motores de 2 tiempos
125
Unidades 13
17 >> Mantenimiento de los motores
131
Unidades 8, 14
135
Unidades 14, 17
19 >> Desmontaje y verificación del circuito de engrase
139
Unidades 14, 17
20 >> Verificación del intercambiador de aceite-agua
137
Unidades 14, 15
21 >> Verificación y ajuste del refrigerante
151
Unidades 15
155
Unidades 15
159
Unidades 15
24 >> Montaje de un motor diésel industrial
165
Unidades 17
ANEXO: Diagnosis
173
16 >> Desmontaje, alineado y montaje de un cigüeñal
18 >> Medida de la presión de un circuito de engrase y verificación de un manocontacto de presión
22 >> Comprobación de la estanqueidad del circuito de refrigeración 23 >> Verificación de los elementos del circuito de refrigeración
Práctica 11 1/ 12
11 >> Desmontaje, verificaciones y montaje del conjunto biela-pistón Los contenidos explicados en esta práctica podrás aplicarlos cuando desmontes el motor para una reparación general del mismo o si detectas una pérdida de aceite de engrase o falta de compresión achacable a los segmentos, además de cuando detectes ruidos producidos por desgaste o deformación de los propios elementos del motor.
·· Los objetivos a conseguir con la realización de esta práctica son los siguientes: – Realizar correctamente los procesos de desmontaje, verificación y montaje de los diferentes elementos siguiendo el orden especificado en la información técnica. – Valorar correctamente las diferentes medidas para, de esta forma, decidir si se pueden volver a montar las mismas piezas por encontrarse en condiciones satisfactorias o si es necesario reparar alguna o incluso sustituir el elemento defectuoso. – Aplicar en todo momento las normas de seguridad e higiene necesarias para realizar la práctica.
Útiles específicos • Llave dinamométrica. • Alexómetro. • Micrómetro de exteriores. • Micrómetro de interiores. • Galgas de espesores. • Ceñidor de segmentos (zuncho). • Extractor de segmentos. • Prensa.
Figura 11.1. Útiles específicos.
l a n o i s e f o r P
©
·· Siempre que lleves a cabo un trabajo en el taller, debes utilizar equipamiento y ropa apropiados que se adecuen a las medidas de seguridad obligatorias. En el caso de esta práctica, los elementos mínimos de seguridad que debes tener en cuenta para realizarla son: – Ropa de trabajo: mono y calzado con refuerzos metálicos. – Protección para los ojos: gafas de seguridad cuando limpies las piezas. – Protección para las manos: guantes para evitar cortes y quemaduras. – Intenta que el taller esté siempre bien ventilado y que la iluminación sea suficiente. 71
Motores Práctica 11 2/ 12
En cuanto al proceso de trabajo, las medidas específicas a tener en cuenta son: – Antes de desmontar las bielas del cigüeñal es necesario que observes que todas llevan las marcas correspondientes para poder montarlas después en el mismo orden. – Ten en cuenta que los pistones llevan una marca en la cabeza para colocarlos siempre en la misma posición, fíjate en ella antes del desmontaje. – Si rectificas los cilindros, ten presente que necesitarás usar pistones de sobremedida y que, además, tendrás que sustituir los segmentos por otros de mayor diámetro. – Fíjate muy bien en la posición de los segmentos cuando los extraigas para poder colocarlos en la misma posición a la hora del montaje. – En el caso de que compruebes que alguno de los segmentos tiene sus medidas fuera de la tolerancia correspondiente, tendrás que sustituir el juego por completo de todos los pistones. – Por último, no olvides que la limpieza y el orden son fundamentales para lograr el buen desarrollo de la Práctica.
·· PROCESO DE DESMONTAJE Desmontaje del conjunto biela-pistón
Los pasos que debes seguir son: 1. Consulta el manual del taller específico del motor correspondiente. 2. Observa que en la cabeza de biela existen las marcas correspondientes (Figura 11.2) y toma nota del orden en el que están colocadas respecto a los elementos fijos como volante motor, distriFigura 11.2. Marcas en la cabeza de biela. bución, filtro de aceite u otros. 3. Afloja media vuelta todas las tuercas de los sombreretes de la biela. 4. Sigue aflojando hasta separar el sombrerete de la biela y extraer el conjunto biela-pistón cuidando que los casquillos de biela se mantengan en su alojamiento. 5. Vuelve a unir la biela con el sombrerete mediante los tornillos y las tuercas para evitar cambiar las piezas (Figura 11.3). 6. Finalmente, coloca en orden los pistones con las correspondientes bielas en el banco de trabajo (Figura 11.4). 4
4
Figura 11.3. Cabezas de bielas marcadas.
72
Figura 11.4. Conjuntos de bielas-pistones y cilindros.
Motores Práctica 11 3/ 12
Extracción de los segmentos
Para extraer adecuadamente los segmentos: 1. Observa y toma nota de la posición inicial en el caso de que las caras superior e inferior no sean simétricas. 2. Extrae los segmentos utilizando el útil adecuado (Figura 11.5). 3. Coloca en orden cada juego para realizar las comprobaciones correspondientes sin mezclarlos.
Figura 11.5. Extracción de segmentos.
Separación de la biela del pistón
Para desmontar el bulón que une la biela con el pistón el proceso a seguir es diferente según el tipo de montaje de que se trate:
(A)
(B)
– Si el montaje es flotante: extrae los anillos elásticos de retención situados en los extremos del bulón (Figura 11.6) y con ayuda de un botador extraer el bulón. – Si el montaje es por interferencia, tienes que usar la prensa y el útil guía correspondiente.
Figura 11.6 (A) y 11.6 (B). Extracción del anillo elástico.
VERIFICACIONES
Antes de proceder a las verificaciones de los diferentes elementos es necesario realizar una escrupulosa limpieza de los mismos para, así, poder observar visualmente que no existen grietas o rayaduras en ninguno de los componentes. Verificaciones del conjunto biela-pistón
Los pasos que debes seguir para verificar este conjunto son los siguientes: 1. Comprueba el desgaste de los pistones. Para ello, mide el diámetro con un micrómetro a la altura que indique el fabricante, perpendicular al bulón (Figura 11.7).
l a n o i s e f o r P
©
2. Respecto al juego de montaje entre el pistón y el cilindro, recordarás que en la Práctica 8 se medía el diámetro del cilindro, pues si restas a éste el diámetro correspondiente al pistón obtendrás el juego correspondiente y tendrás que comprobar que está dentro de la tolerancia permitida. En caso contrario, deberás rectificar el cilindro y sustituir los pistones por otros de sobremedida. 3. Anota las medidas en la tabla que aparece más adelante, teniendo en cuenta la clase de pistón que va marcado en su falda (Figura 11.8) para determinar el desgaste.
Figura 11.7. Forma de medir el diámetro
del pistón.
73
Motores Práctica 11 4/ 12
4. En el caso de la masa de los pistones, pesa éstos, uno a uno, en una balanza (Figura 11.9) y comprueba que la diferencia de pesos no es superior a la establecida por el fabricante. En otro caso, tendrás que eliminar material del pistón o los pistones más pesados. 5. Verifica ahora la holgura de montaje que existe entre el bulón y su alojamiento en el pistón. Para ello, es necesario tener en cuenta el tipo de bulón de que se trate (Figura 11.8), medir el diámetro que le corresponde (Figura 11.10) y medir el diámetro del orificio del pistón. Si la holgura es superior a la permitida, tendrás que montar bulones de sobremedida, teniendo siempre en cuenta la holgura de montaje. Si además resulta necesario, repasa el agujero del pistón con un escariador.
2 2
C
1 3 4
4
1 Letra indicativa de la clase a que pertenece el pistón para su acoplamiento al cilindro. 2 Número indicador de la categoría del orificio para el bulón. 3 Grabado del número de cilindro al que pertenece la biela.
Figura 11.8. Clase de pistón.
Figura 11.9. Medida de la masa del Figura 11.10. Forma de medir el diámetro
pistón.
del bulón.
6. Comprobación de los segmentos. Para comprobar el desgaste realiza las siguientes comprobaciones: – Altura del segmento. Mide, con un micrómetro, la altura que le
Figura 11.11. Medida de la altura de los
segmentos.
Figura 11.12. Forma de comprobar la
holgura axial de los segmentos.
74
corresponde a cada segmento para comprobar su desgaste en cuanto a su grosor (Figura 11.11). – Holgura axial. Comprueba, mediante unas galgas de espesores, la holgura de montaje entre el segmento y su ranura (Figura 11.12). – Separación entre puntas. Introduce el segmento en el cilindro con las puntas hacia abajo y aplica una ligera presión con la mano para que el segmento se comprima y pueda entrar en el cilindro. Empuja con la cabeza del pistón (Figura 11.13) para que el segmento se sitúe paralelo al plano superior del bloque y mide con una galga de espesores, como se muestra en la Figura 11.14, la separación en cada segmento. – Por último, compara las medidas obtenidas con las indicadas por el fabricante y, en el caso de que se encuentren fuera de la tolerancia especifiFigura 11.13. Forma de introducir los cada, sustituye el juego comelementos en el pistón. pleto de segmentos.
Motores Práctica 11 5/ 12
7. Comprobaciones de las bielas. Para llevarlas a cabo, procede así: – Con ayuda de una balanza, comprueba el peso de las diferentes bielas, pues la diferencia de masa
entre ellas no debe ser superior a la especificada por el fabricante (Figura 11.15). – Mide el diámetro interior del casquillo del pie de la b iela y comprueba que esté dentro de los límites marcados por el fabricante. En caso contrario, cambia el casquillo por otro minorizado. – Comprueba el paralelismo entre los ejes de la cabeza y del pie de la biela utilizando el útil correspondiente (Figura 11.16). – Control del diámetro interior de la cabeza de biela. Para poder controlarlo, hay que alojar los semicojinetes o casquillos de la biela en la cabeza y sobre el sombrerete correspondiente, dando a los tornillos del mismo el apriete recomendado (si es angular, con ayuda del goniómetro correspondiente). Igualmente, debes tener especial cuidado al verificar que las marcas existentes tanto en los sombreretes como en la cabeza estén orientadas hacia el mismo lado. – Ovalamiento de la cabeza de biela . Para hacer esta prueba deberás realizar tres medidas con el alexómetro según se muestra en la Figura 11.17 y calcular entonces si la diferencia máxima se encuentra dentro de la permitida por el fabricante. – Medida del espesor de los semicojinetes de biela. Después de observar que los semicojinetes no presenten rayaduras, comprueba, mediante el micrómetro (Figura 11.18), que las medidas son las adecuadas y, en caso contrario, sustitúyelos por otros nuevos.
Figura 11.14. Medición de separación entre
Figura 11.15. Medida de la masa de la biela.
puntas.
Figura 11.16. Forma de comprobar el
paralelismo.
z
25º l a n o i s e f o r P
25º
Figura 11.17. Comprobación del ovalamiento en la cabeza de biela.
y
x
Figura 11.18. Medida del espesor de los
semicojinetes. ©
75
Motores Práctica 11 6/ 12
Tabla de medidas
Localiza el manual de taller y anota todos los datos de tolerancias del fabricante en el estadillo, realiza las comprobaciones correspondientes y, a partir de los resultados obtenidos, compáralos para, en el apartado de Conclusiones, explicar cómo crees que habría que actuar en cada caso. Pistones
Desgaste
Clase A: Clase B: Diámetro nominal (Dn):
Clase C: Clase D: Clase E:
Pistón (clase)
1()
2()
3()
4()
3
4
3
4
Diámetro (D) Desgaste = Dn - D
Conclusiones
Juego de montaje Juego = diámetro del cilindro – diámetro del pistón Pistón
1
Juego máximo admitido: 2
Juego de montaje
Conclusiones
Masa Peso indicado por el fabricante: Pistón Masa (gramos)
Conclusiones
76
1
2
Motores Práctica 11 7/ 12
Holgura del bulón pistón
Clase 1: Diámetro nominal:
Clase 2: Clase 3:
Holgura máxima permitida: Bulón (clase)
1()
2()
3()
4()
Diámetro del bulón (Db) Diámetro del pistón (Dp) Holgura = Dp - Db
Conclusiones
Segmentos
Datos del fabricante
Altura
Holgura axial
Separación entre puntas
Segmento fuego (f) Segmento compresión (c) Segmento engrase (e) Segmentos l a n o i s e f o r P
1 f
c
2 e
f
c
3 e
f
c
4 e
f
c
e
Altura Holgura axial Separación puntas
©
Conclusiones
77
Motores Práctica 11 8/ 12
Bielas Masa Peso indicado por el fabricante: Biela
1
2
3
4
Masa (gramos)
Conclusiones
Desgaste del casquillo
Diámetro nominal: Casquillo
Desgaste máximo permitido: 1
2
3
4
Diámetro
Conclusiones
Paralelismo entre cabeza y pie de biela Desalineación máxima permitida entre ejes de biela: Biela
1
2
3
4
3
4
Desalineación de ejes
Conclusiones
Diámetro de la cabeza de biela Diámetro según fabricante: Bielas Diámetro
Conclusiones
78
1
2
Motores Práctica 11 9/ 12
z x
y
Ovalamiento de la cabeza de biela con semicojinetes instalados
Máximo ovalamiento permitido: 1
2
3
4
Cabeza de biela
X
Y
Z
X
Y
Z
X
Y
Z
X
Y
Z
Medidas con alexómetro Ovalamiento
Conclusiones
Espesor de los semicojinetes de biela
Espesor según fabricante: Semicojinetes l a n o i s e f o r P
Escala de semicojinetes minorizados: 1
2
3
4
Espesor
Conclusiones
©
79
Motores Práctica 11 10/ 12
PROCESO DE MONTAJE
A medida que se van montando las piezas, es necesario engrasar aquellas que van a recibir un rozamiento directo entre ellas. Montaje del conjunto biela-pistón
El montaje del conjunto biela-pistón será diferente en función del tipo de que se trate : 1. En el montaje flotante:
– Coloca uno de los anillos de retención del bulón sobre el alojamiento del pistón. – Sitúa en su posición correcta el émbolo con respecto a la biela e introduce por el otro lado del pistón el bulón hasta que haga tope con el anillo de retención. – Por último, coloca el otro anillo de retención y comprueba que el bulón queda fijo en su alojamiento, constatando también el juego deslizante que tendría que existir entre el pistón y la biela. 2. En el montaje con interferencia:
– Antes de nada, es necesario calentar el pie de biela a una temperatura de 240 ºC. A continuación, coge la biela con unas pinzas y fíjala en el tornillo de banco. – Ahora coloca el pistón sobre la biela, asegúrate de que queda montado el conjunto en la misma posición que tenía inicialmente y, con ayuda del útil adecuado introduce el bulón (Figura 11.19(A)), hasta que el tope del útil entre en contacto con el pistón (Figura 11.19(B)). – Finalmente, comprueba que el juego es el correcto. A
B
Figura 11.19. Introducción del bulón en el pistón y en el pie de la biela.
Montaje de los segmentos
A la hora de montar estas piezas debes: – Utilizar el útil adecuado y evitar aplicar una presión excesiva, ya que se podría romper el segmento. – Colocar los segmentos en el orden opuesto al desmontaje (empezando por el de engrase y terminando por el de fuego). – En el caso de que se trate de tres segmentos, ten en cuenta que el desfase entre la separación de las puntas debe ser de, aproximadamente, 120º, tal como se muestra en la Figura 11.20.
80
Forma de colocar los segmentos en el pistón. Figura 11.20.
Motores Práctica 11 11/ 12
Montaje del conjunto en el cilindro y unión al cigüeñal
Llegada la fase final de montar el conjunto en el cilindro y unirlo al cigüeñal tendrás que seguir estos pasos: – Utiliza, para instalar cada pistón, un útil de compresión de segmentos (zuncho), como el que se muestra en la Figura 11.1. – Ajústalo lentamente, teniendo cuidado para evitar que se tuerza mientras se está ajustando (Figura 11.21). – Asegúrate de que la muñequilla del cigüeñal correspondiente a la biela está en el punto muerto inferior (Figura 11.22) y de que la marca de la cabeza del pistón está colocada en la posición inicial (Figura 11.23).
Figura 11.21. Ajuste del zuncho.
Figura 11.22. Preparación del cigüeñal.
Figura 11.23. Marca en la cabeza del pistón.
– A la hora de introducir el pistón, el útil tiene que apoyar en toda su longitud sobre el bloque, de modo que, si no fuese así, tendrías que golpear sobre los bordes hasta que el útil se sitúe perpendicular al propio bloque (Figura 11.24). – Mira dentro del cilindro desde la parte inferior y desliza la biela de forma que exista holgura entre ella y el codo del cigüeñal (Figura 11.25) mientras golpeas el pistón con el mango de un martillo o con un martillo de plástico (Figura 11.26).
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©
Figura 11.24. Zuncho perpendicular al bloque.
Figura 11.25. Cigüeñal en PMI.
Figura 11.26. Introducción del conjunto.
– Una vez que hayan entrado todos los segmentos dentro del cilindro, deja el útil a un lado y sigue golpeando para desplazar la biela hasta que esta acople en el cigüeñal. – Fíjate en las marcas realizadas en el sombrerete de la biela para poder colocarlo de forma correcta (Figura 11.27).
81
Motores Práctica 11 12/ 12
– Cuando el sombrerete esté en su lugar, enrosca las tuercas con una llave (Figura 11.28 (A)). – Ajusta golpeando suavemente en el sombrerete a la vez que sufres el pistón con una madera por abajo. – Aprieta todas las tuercas con la llave dinamométrica al par indicado por el fabricante (Figura 11.28 (B)). – Acabarás cuando hayas repetido la operación con el resto de los pistones. A
Figura 11.27. Marcas en la cabeza de
biela.
82
B
Figuras 11.28 (A) y 11.28 (B). Apriete de las tuercas.
