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TALLER AUTOMOTRIZ PRUEBAS DE PLASTIGAUGE Y AZUL DE PRUSIA EN EL CIGÜEÑAL Y BIELA DEL MOTOR NISSAN Z 20 Integrantes:
HUALLPA QUISPE, Kevin SAICO MOLLOHUANCA, Alexander QQUECCAÑO ALVARO, Ronal QUISPE FLOREZ, Jhon Cesar
Docente: Ing. Alfonso J. HUAMAN VALENCIA 2018-I
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CONTENIDOS
Contenido
PRUEBAS DE PLASTIGAUGE Y AZUL DE PRUSIA EN EL SIGUEÑAL Y BIELA DEL .................................................................................................................................................. ...................................... 3 MOTOR ............................................................................................................ 1.
............................................................................................................................. 3 CONTENIDO .............................................................................................................................
2.
.............................................................................................................................. 4 OBJETIVOS ..............................................................................................................................
2.1.
............................................................................................................ .................................................. 4 Objetivo general: ..........................................................
2.2.
...................................................................................................... .. 4 Objetivos especifico ....................................................................................................
3.
.................................................................................. 4 MEDICIONES Y POSIBLES FALLAS ..................................................................................
3.1.
.............................................................................................. ........................... 4 Medición del plastigauge...................................................................
3.2.
...................................................................................................... .. 4 Fallas en el cigüeñal ....................................................................................................
4.
.................................................................................................................. .. 5 MARCO TEÓRICO .................................................................................................................
4.1.
................................................................................... .. 5 Cojinetes o metales del motor . .................................................................................
4.3.
.......................................................................................................... .. 6 Tipos de cojinetes ........................................................................................................
5.
....................................................................................... .. 8 LUBRICACIÓN HIDRODINÁMICA .....................................................................................
6.
................................................................................................................................... ........................................................................ .. 9 EQUIPO .............................................................
6.1.
............................................................................. 9 Motor de combustión Nissan z 20 ..............................................................................
6.2.
.............................................................................................................. .. 9 Juego de dados .............................................................................................................
7.
PROCEDIMIENTO ................................................................................................................. 11
8.
............................................................................................. 13 ANÁLISIS DE RESULTADOS .............................................................................................
9.
.................................................................................................................................... 14 ANEXO .....................................................................................................................................
10.
.............................................................................................................. 16 CONCLUSIONES ...............................................................................................................
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PRUEBAS DE PLASTIGAUGE Y AZUL DE PRUSIA EN EL SIGUEÑAL Y BIELA DEL MOTOR 1. CONTENIDO 1.1. Pruebas del plastigauge El plastigauge es un hilo plástico extruido y calibrado para que al momento de ser aplastado deja una huella que nos indica la holgura o claro de lubricación existente entre el cojinete y el muñón del cigüeñal y se encuentra entre un rango de medida de Verde: 0.001 a 0.003 Pulgadas ó 0.025 a 0.076 mm. Realizamos las siguientes pruebas con el plastigauge:
Para medir un cigüeñal, desmontamos desmontamo s el motor junto con el cigüeñal se instala con los nuevos insertos de rodamiento en las tapas de bloque y principal. Nos aseguramos de que todas las tapas están numeradas, en orden y correctamente instaladas con las flechas apuntando hacia delante. Ajustamos todos los tornillos y tuercas según las especificaciones. especificaciones.
Limpiamos el aceite de montaje de la superficie del cigüeñal donde desea examinar el juego, utilizamos una toalla de papel sin pelusa o un paño limpio.
Cortamos un pedazo de plastigauge. Abrimos el papel para eliminar el Plastigauge, y colocar el Plastigauge a través de la superficie de cigüeñal en cada punto seleccionado. Colocamos la galga en el centro de la superficie de la revista. Instalamos la tapa del cojinete y ajustamos los pernos a los pares especificados. después de realizar la respectiva presión en el plastigauge desajustamos los tornillos Vimos el plastigauge aplastado en la revista.
Utilizamos el documento que acompaña a la plastigauge, plastiga uge, utilizamos la escala en el lado de la envoltura para medir el plastigauge picado. Comparamos las medidas de la especificación de liquidación.
1.2. Prueba del azul de Prusia El azul de Prusia es una especie de color azul oscuro provocado por un pigmento muy empleado en pintura y que antiguamente era muy empleado en los planos. Es una pasta de color azul utilizado principalmente en mecánica para determinar si un asiento es perfecto o lo que es lo mismo si dos superficies están en contacto, por ejemplo, si las válvulas asientan perfectamente, o si el cigüeñal asienta bien en los muñones y bancadas con respecto a los metales o casquillos antifricción. Realizamos las siguientes pruebas:
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Para comprobar el claro del cojinete aplicamos una ligera capa del azul de Prusia a la superficie del muñón de bancada del cigüeñal y procedemos a colocar las tapas con el cojinete y ajustes de pernos correspondientes. correspondient e de los pernos procedemos a Después de realizar el ajuste correspondiente girar el eje del cigüeñal unas cuantas vueltas. Después desajustamos los pernos y retiramos las tapas del cojinete y observamos el asentado o transferencia de azul de Prusia en el metal. Si el asentado indica que esta entre un 80 a 90 % azul a las superficies de apoyo nos indica que el asentado de los cojinetes está en óptimas condiciones.
2. OBJETIVOS 2.1. Objetivo general:
Verificar si hay asentado normal en el cigüeñal y verificar verifica r q no haya fallas.
2.2. Objetivos especifico
Realizar las comprobaciones comprobac iones que se realizan en los elementos: pistón biela, cigüeñal, cilindros. Determinar el estado de los elementos, en base a los datos obtenidos en las comprobaciones. Verificar si hay asentado en el eje del cigüeñal.
3. MEDICIONES Y POSIBLES FALLAS 3.1. Medición del plastigauge Para medir la luz de lubricación usaremos plastigauge. Se corta un pedazo de plastigage y se aplica sobre el muñón de biela. Luego de aplicado el plastigage, se procede a torquear, para poder obtener la medida de luz de lubricación montado Se desmonta la biela, y tomamos la medida del grosor del plastigage, que será la medida de luz de lubricación del muñón y la biela.
3.2. Fallas en el cigüeñal El cigüeñal es un eje acodado, con codos y contrapesos presente en ciertas máquinas que, aplicando el principio del mecanismo de biela-manivela, transforma el movimiento rectilíneo rectilíneo alternativo en circular uniforme y viceversa. Las f allas comunes que ocurren en el cigüeñal del motor son:
3.2.1. Fallas normales
Sobrecarga mecánica del cigüeñal por fallos en la combustión, combustión , golpes de Agua. repentino del motor debido al cambio averiado, contrapesos contrapesos Bloqueo repentino sueltos. excesivas como p. ej. amortiguadores de Vibraciones de torsión excesivas vibraciones averiados, volantes de inercia o embragues defectuosos. Debilitamient o del material por daños anteriores del cojinete o por Debilitamiento recocimiento de los muñones del cojinete.
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Repasado improcedente improcedent e del cojinete del cigüeñal. eje antes antes del del montaje. montaje. Daños mecánicos del eje
3.2.2. Fallas anormales
Pérdida de dureza en los muñones de cojinete debido a daños anteriores del cojinete o por r epasado indebido indebido como p.ej., lijado excesivo. incorrectos , p. p. ej. cojinetes normales de tres Empleo de semicojinetes incorrectos, aleaciones en lugar de cojinetes metalizados por bombardeo iónico, orificios de aceite incorrectos o faltantes. No se respetó la holgura en el cojinete prescrita.
3.3. Fallas en la biela La biela consiste en una barra rígida diseñada para establecer uniones articuladas en sus extremos. Permite la unión de dos operadores transformando el movimiento rotativo de uno en lineal alternativo. Las fallas comunes que ocurren en las bielas son:
Desgaste en la superación del cojinete superior, inferior inferior y ambos lados. Las zonas de desgaste excesivas se observan en los extremos de los cascos del cojinete inferior y superior. rozamiento . El desgaste esta localizado en una parte de superficie del rozamiento.
4. MARCO TEÓRICO 4.1. Cojinetes o metales del motor . Es un elemento conformado por dos o más materiales, el cual soporta cargas y velocidades; protege y permite el giro libre y silencioso del cigüeñal o árbol de levas, además es una pieza reemplazable que compensa el rectificado en estos componentes.
4.2. Propiedades requeridas en un buen cojinete. En condiciones de fricción particularmente severas de las superficies en contacto, debido a cargas estimuladas por la fuerza de inercia (motores a gasolina 5,000 lbs. /pulg, motores Diesel 10,000 lbs/pulg), la duración del periodo de carga se alarga con relación al ciclo de combustión y la película de aceite entre las superficies se adelgaza considerablemente. Por ello debemos tener en cuenta que los cojinetes deben reunir las siguientes características: características:
Resistencia a la fatiga. Conformabilidad. Compatibilidad. Resistencia a la corrosión. Incrustabilidad.
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4.3. Tipos de cojinetes
Cojinetes lisos Los cojinetes lisos se usan tanto como cojinetes de biela, como cojinetes principales. Se ejecutan como cojinetes compuestos de pared delgada.
Cojinetes bimetálicos Los cojinetes bimetálicos tienen un dorsal en el que el metal antifricción, mayormente aluminio, se reviste con adiciones de estaño y cobre.
Cojinetes de tres materiales En el caso de cojinetes de tres materiales, el metal antifricción (aleación de bronce) se funde sobre el dorsal de acero o se usa el procedimiento Sinter.
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Cojinetes con capa de deslizamiento Sputter Los cojinetes con capa de deslizamiento Sputter se usan en todos los motores diésel modernos en los que, debido a la gran potencia, se ha alcanzado el límite de carga de los cojinetes convencionales convencionales bimetálicos o de tres materiales.
Cojinetes lisos sin retenedor facilitan el montaje a máquina de los motores Los cojinetes lisos sin retenedor facilitan el montaje a máquina de los motores, por parte de los fabricantes. Para el correcto funcionamiento de los cojinetes no es necesario el retenedor.
4.4. Los metales de la bancada
Página 8 Es el lugar donde apoya el cigüeñal. En la imagen de la izquierda vemos los orificios circulares donde apoya y gira el cigüeñal. El la imagen de la derecha vemos la bancada “desnuda” donde va una de las medialunas .
5. LUBRICACIÓN HIDRODINÁMICA HIDRODINÁMIC A Las condiciones necesarias para obtener la lubricación hidrodinámica se han definido mediante los principios de operación de los cojinetes. Para que una carga pueda transmitirse radialmente por un cojinete plano, es necesaria una película de aceite de espesor variable; esto es, el eje inicia el giro desalineado del centro del diámetro del cojinete. La distancia mínima entre el muñón y la superficie del cojinete, resulta la dimensión de la excentricidad. Cuando los parámetros de operación varían el centro del muñón oscila en un semicírculo. Con poca carga y alta velocidad, el centro del muñón está próximo al centro del diámetro del cojinete; con alta carga y baja velocidad de rotación, el centro del muñón se encuentra más alejado del centro del diámetro del cojinete. Esto afecta consecuentemente el espesor mínimo de la película de aceite, que es también afectado por otros factores como la carga, la velocidad, las dimensiones del cojinete y la propia viscosidad del aceite. El espesor de la película aumenta cuando: disminuye la carga, aumenta la viscosidad del aceite y cuando se incrementa la velocidad. Como regla general, el 0.06% del diámetro del muñón es el límite inferior de la tolerancia de los cojinetes de biela; el 0.075% es la tolerancia mínima para los cojinetes principales o de bancada.
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6. EQUIPO 6.1. Motor de combustión Nissan z 20 Es un motor de 2.0 L de 1.952 c.c, con un diámetro de 85 mm y una carrera de 86 mm que salió al mercado en el año 1979 a 1984. Se reemplazó el L20B mientras usaba muchos de los componentes del extremo interior.
6.2. Juego de dados Esta herramienta se usa para desmontar tuercas del motor
6.3. Torquímetro tipo aguja mide la magnitud específica de flexión f lexión en un brazo metálico elástico. Tiene un diseño muy simple, pero no es fácil de leer y, para los estándares actuales de precisión, no se considera una herramienta precisa. Por eso, aunque es el torquímetro más económico, muchos usuarios no lo prefieren e incluso los grandes fabricantes han discontinuado discontinuado su producción. producción.
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6.4. Torquímetro de sonido también conocido como torquímetro de “clic”, de disparo o de zafe, es el de mayor uso en todo el mundo. Utiliza un embrague calibrado para permitir zafar cuando se alcanza un cierto nivel de torque. Su mecanismo puede incluir un resorte helicoidal o dos brazos internos con menor número de piezas móviles, lo que minimiza la fricción y el desgaste.
6.5. Plastigauge verde Plastigauge es una de las únicas herramientas de medición que no le importará tirar una vez que haya terminado de usarlo. Plastigauge es una herramienta de medición que se utiliza para verificar el espacio entre las piezas. El plastigauge consiste en pequeñas tiras de plástico que se insertan entre dos partes. Una vez ensamblada, la tira de plástico se comprime. La cantidad que comprime la tira puede medirse y correlacionarse con un gráfico que define el espacio libre para el ancho comprimido medido de la tira. Para fines de construcción del motor, el plastigauge es ideal para verificar espacios libres entre los componentes componentes del motor que utilizan cojinetes lisos. El plastigauge es una gran herramienta para confirmar el aclaramiento y las mediciones Otra ventaja es que, a diferencia de la mayoría de las demás herramientas de medición, el plastigauge es barato. Plastigauge generalmente se vende en una variedad de tamaños que cubren múltiples intervalos de eliminación. Las tiras Plastigauge vendrán en diferentes diámetros y cada diámetro será capaz de medir un cierto rango de holgura. Plastigauge está disponible en 3 diferentes variedades:
verde: para una zona de juegos de 0,025 mm a 0,076 mm rojo: una zona de juegos de 0,050 mm a 0,150 mm azul: un área de juego de 0,102 mm a 0,229 mm
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6.6. Azul de Prusia Denominado el primero de los pigmentos modernos de tono cian verdoso tiene una gran fuerza tintórea pero su permanencia a la luz es relativa, es un hexacianoferrato férrico o ferrocianuro férrico que fue descubierto de manera accidental. accidental. Al contrario de lo que se suele creer, la composición de este pigmento era conocida desde la antigüedad, pero solo la composición exacta fue conocida recientemente. La identificación detallada del azul de Prusia es compleja debido en parte a tres factores:
El azul de Prusia es extremadamente extremada mente insoluble en agua, aunque tiende a formar coloides. La elaboración tradicional muestra una gran cantidad de compuestos e impurezas. Incluso la estructura cristalina del azul de Prusia puro es muy compleja, definida sólo por análisis cristalográfico.
7. PROCEDIMIENTO CIGÜEÑAL Plastigauge
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La posición del cigüeñal debe estar colocada de forma correcta horizontalmente. horizontalment e. (ANEXO 1) Torsión adecuada para el perno de bancada del cigüeñal respectivamente respectivament e (3 kg-m). Ubicar la torsión adecuada en el torquímetro torquímet ro para el ajuste correspondiente en nuestro caso será de 3 kg-m para el motor Nissan Z 20. (ANEXO 2) Instalar la cinta plástica (Plastigauge) para realizar mediciones de holgura entre las piezas, se corta una fracción del material y se coloca cuidadosamente en el muñón que está en la dirección del eje del cigüeñal, de esta manera que listo para su aplastamiento y se pueda medir la holgura. (ANEXO 3) Instalación Instalac ión de tapas de bancada, se debe colocar en su pasión correcta o ayudarse con una señal que viene en la tapa de la bancada, pero se observa una posición adecuada de instalación que se relacionan estos elementos, ya en su posición se le debe de colocar los pernos y darle un ajuste necesario para posicionarlos y después se realiza un ajuste con el torquímetro a 3 kg-m y el ajuste correspondiente con el torquímetro de sonido. (ANEXO 4) Después realizamos el desajuste de los pernos para verificar el asentado. (ANEXO 5) Analizamos las respectivas medidas del asentado del plastigauge y realizar las medidas correspondientes. correspondientes. (ANEXO 6)
Azul de Prusia
Desmontamos los cojinetes de bancada del cigüeñal, colocamos en la parte media del cojinete una porción de azul de Prusia. (ANEXO 7) Instalamos las tapas de bancada en sus posiciones correctas realizando un pre ajuste los pernos con una torsión de 3 kg-m con el respectico torquímetro de agujas, al final se hizo un ajuste con el torquímetro de sonido. (ANEXO 8) correspondiente s de los cojinetes, hacemos girar Después de realizar los ajustes correspondientes las bielas. Después realizamos un desmonte de los pernos de los cojinetes para verificar en que porcentaje se encuentra el azul de Prusia. (ANEXO 9)
BIELA Plastigauge
Colocamos el eje del cigüeñal de manera vertical para así colocar las bielas correspondientes. correspondientes. (ANEXO 10) La torsión adecuada para el perno de la biela será de 3 kg-m. Instalamos Instalamo s la cinta plástica (Plastigauge) (Plastigaug e) para realizar mediciones de holgura entre las piezas, se corta una fracción del material y se coloca cuidadosamente en el muñón que está en la dirección del eje del cigüeñal, de esta manera que listo para su aplastamiento y se pueda medir la holgura correspondiente de la biela. Realizamos la instalación de tapas de biela, se debe colocar en su pasión correcta ya en su posición se le debe de colocar los pernos y darle un ajuste necesario para posicionarlos y después se realiza un ajuste con el torquímetro a 3 kg-m y el ajuste correspondiente correspondiente con el torquímetro de sonido. Empezamos a desajustar los pernos para así verificar el asentado y realizar las medidas correspondientes.
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Azul de Prusia
Colocamos el eje eje del cigüeñal de manera vertical para así colocar las bielas correspondientes. La torsión adecuada para el perno de la biela será de 3 kg-m. Desmontamos los cojinetes para así poner una pequeña porción de azul de Prusia. (ANEXO 11) Realizamos la instalación de tapas de biela, se debe colocar en su pasión correcta se le debe de colocar los pernos y darle un ajuste necesario para posicionarlos y después se realiza un ajuste con el torquímetro a 3 kg-m y el ajuste correspondiente correspondiente con el torquímetro de sonido. (ANEXO 12) Hacemos girar las bielas para que el azul de Prusia de desplace en todo el cojinete. Empezamos a desajustar los pernos para así verificar lo q paso con el azul de Prusia. (ANEXO 13)
8. ANÁLISIS DE RESULTADOS RESULTADOS Bancada Plastigauge
N° Bancada
1 2 3 4 5
Azul de Prusia
Aplastamiento (pulg.)
Condición/Resultado
Barrido (%)
Condición/Resultado
0.002 0.002 0.003 0.003 0.003
bueno bueno No bueno No bueno No bueno
90 65.5 80.5 75 65
Bueno Incorrecto Bueno Incorrecto Incorrecto
Biela Plastigauge
N° Biela
1 2 3 4
Azul de Prusia
Aplastamiento (pulg.)
Condición/Resultado
Barrido (%)
Condición/Resultado
0.0015 0.0015 0.001 0.0015
Muy bueno Muy bueno Ajustado Muy bueno
80 85 90 80
Bueno Bueno Bueno Bueno
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9. ANEXO Anexo 1
Anexo 3
Anexo 5
Anexo 2
Anexo 4
Anexo 6
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Anexo 7
Anexo 8
Anexo 9
Anexo 10
Anexo 11
Anexo 12
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10. CONCLUSIONES
La biela N°1 según los resultados obtenidos indica que tiene un aplastamiento muy favorable, resulta que la holgura entre las piezas está muy buena. Esto indica que los elementos están en óptimas condiciones de uso. El barrido es muy favorable según la imagen que se obtuvo en los resultados eso indica que en la parte central hay una buena lubricación. La biela N°2 según los resultados obtenidos indica que tiene un aplastamiento aplastamiento muy favorable f avorable,, resulta que la holgura entre las piezas está muy buena. Esto indica que los elementos están en óptimas condiciones de uso. El barrido es muy favorable eso indica que en la parte central hay una buena lubricación. La biela N°3 según los resultados obtenidos indica que tiene un aplastamiento muy desfavorable, resulta que la holgura entre las piezas está muy ajustada. Esto indica que los elementos están mucho tiempo en uso y que está muy maltratado. El barrido es muy favorable según la imagen que se obtuvo en los resultados eso indica que en la parte central hay buena lubricación. La biela N°4 según los resultados obtenidos indica que tiene un aplastamiento muy favorable, resulta que la holgura entre las piezas muy buena. Est o indica que el elemento está trabajando trabajand o correctamente. El barrido es muy favorable según la imagen que se obtuvo en los resultados esto quiere decir que si va ver una buena lubricación.
