Reparación de Motores
Nombre: Rubén Pacheco Carrera Ingeniería Automotriz
Fecha: 09-12-2014 Curso 7T
Número de sesión
INTRODUCCIÓN
La energía Mecánica Mecánica es indispensable para poner en acción diferentes máquinas y producir producir energía energía eléctrica, eléctrica, razón por la cual los motores motores de combustión han sido utilizados por la humanidad desde hace muchos años con gran aceptación aunque en un inicio no se trató de mejorar su eciencia porque los combustibles fósiles aparentemente eran inagotables! "n el campo automotriz, tipo de motor que pre#aleció y pre#alece hasta estos días es el motor de combustión interna, el cual ha sido mejorado a lo largo del tiempo, siemp siemprre trat tratan ando do de aumen aumenta tarr tant tanto o la pote potenc ncia ia co como mo la eci ecien enci cia, a, pero pero su principio de funcionamiento es el mismo! "s por eso que es importante estudiarlos y en este informe se hará un análisis del Motor $issan ! Objei!os: •
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%denticar las partes principales de un motor de combustión interna de cuatro tiempos de encendido por compresión &'tto( )omprender el principio de funcionamiento de un Motor de )ombustión %nterna $issan& motor a gasolina 'tto( *eterminar el #olumen +til de trabajo, la cilindrada del motor y la relación de compresión, con la ayuda de las dimensiones tomadas en el laboratorio! *eterminar y comprender los ángulos de adelanto y atraso en el momento de la apertura o el cierre de las #ál#ulas de apertura y admisión!
FUNDAMENTO TEÓRICO Motor de combustión interna n motor de combustión interna constituye una máquina termodinámica formada por un conjunto de piezas o mecanismos jos y mó#iles, cuya función principal es transforma transformarr la energía energía química química que proporciona proporciona la combustión combustión producida producida por una mezcla de aire y combustible en energía mecánica o mo#imiento! )uando ocurre esa transformación de energía química en mecánica se puede realizar un trabajo +til como, por ejemplo, mo#er un #ehículo automotor como un coche o automó#il,
o cualquier otro mecanismo, como pudiera ser un generador de corriente eléctrica!
Fig. 1 Motor de combustión interna Los motores comerciales se fabrican con #arios cilindros, ya que este sistema permite obtener más potencia y ofrece menos problemas que los que plantea un motor pro#isto de un +nico cilindro de mayor tamaño! "n este dispositi#o, la posición de los cilindros se calcula para que, en un momento dado, cada uno se halle en un ciclo distinto, uno en admisión, otro en compresión, otro en e-plosión y otro en escape! *e este modo, se obtiene un funcionamiento más estable, sin #ibraciones, y en el que cada cilindro, al hacer e-plosión, ayuda a los demás a mo#erse! Los cilindros de un motor pueden estar dispuestos de #arias formas, siempre en relación con su n+mero y con las dimensiones del #ehículo que deban impulsar! "n el motor de los automó#iles, se colocan generalmente en línea, si #an todos paralelos. en y, si la mitad se halla inclinada en un pequeño ángulo con respecto a la otra mitad. y en /o-er o contrapuestos, si unos se encuentran enfrentados a los otros! "l motor de combustión interna ha sustituido a la gran mayoría de máquinas de #apor debido a sus considerables #entajas! "n primer lugar, el apro#echamiento de la energía es mayor! "l origen de la energía se sit+a en el interior del cilindro, y no
en el e-terior como en la máquina de #apor! 0or otra parte, no es necesario cargar con grandes cantidades de agua! Los #apores empleados son los propios del combustible al e-plosionar! "l tamaño del motor se reduce considerablemente y facilita su instalación en #ehículos pequeños! 0or +ltimo, este motor es capaz de realizar en poco tiempo una gran #ariación de energía, comparado con la máquina de #apor! n motor de combustión interna ligero puede pasar en pocos segundos de una posición de reposo a otra en la que proporcione la má-ima energía, tardando sólo unos minutos en sistemas de grandes dimensiones, como los barcos! "sta característica lo con#ierte en el mecanismo ideal para aplicaciones con cambios frecuentes de energía, como puede ser el motor de un automó#il, un tren o un barco!
Casi!cación de motores de combustión interna "-isten distintos criterios para clasicar los motores de combustión interna1 seg+n el combustible utilizado, el n+mero y la disposición de los )ilindros, el tipo y la colocación de las #ál#ulas o el sistema de enfriamiento empleado! La clasicación más frecuente se basa en el tipo de ciclo, es decir, en el n+mero de tiempos por ciclo &entendiendo por tiempo una carrera hacia arriba o hacia abajo del émbolo a lo largo del cilindro(! "n el denominado motor de e-plosión de cuatro tiempos, en cada ciclo de motor &llamado ciclo de 'tto( se suceden cuatro tiempos &admisión, compresión, e-plosión y escape(!
Fig. " Tiem#os de Motor de combustión interna
2anto los motores de gasolina como los diesel se pueden emplear para realizar iguales funciones. sin embargo, cuando se requiere desarrollar grandes potencias, como la necesaria para mo#er una locomotora, un barco o un generador de corriente eléctrica de gran capacidad de generación, se emplean solamente motores de combustión interna diesel!
Es$uema de un motor de combustión interna
Fig. % Es$uema de un motor
&ARTE' DE UN MOTOR COM(U'TION INTERNA 1. CO)ECTOR DE E'CA&E 0ieza encargada de recibir del motor los gases resultantes de la combustión! "l colector de escape está compuesto por una serie de tubos &uno por cilindro( unidos al bloque motor, que se juntan en uno solo conectado al tubo de escape! "s de erro fundido para resistir las altas temperaturas, corrosión y altas presione !
CON'TRUCCIÓN* "s de erro fundido!
Fig. + Coector de esca#e
". ,-),U)A'* Las #ál#ulas de los motores de combustión interna son los elementos encargados de abrir y cerrar los conductos por donde entra la mezcla &#ál#ulas de admisión( y por donde salen los gases de escape &#ál#ulas de escape( del cilindro! Las #ál#ulas de admisión son siempre más grandes que las de escape, porque es más difícil introducir el aire en el cilindro que sacar los gases quemados!
Fig. ,/0uas de admisión esca#e
CONSTRUCCIÓN: "n
algunos casos, las de escape #an huecas y rellenas de sodio para mejorar la refrigeración, ya que pueden llegar a alcanzar temperaturas de hasta 3445)! Las #ál#ulas de admisión se hacen de una aleación de acero al cromo6níquel y de tungsteno!
%. E2E DE )E,A' )onsiste en una barra cilíndrica que recorre la longitud del 7anco de los cilindros con una serie de le#as sobresaliendo de él, una por cada #ál#ula de motor! "s el elemento encargado de abrir y cerrar las #ál#ulas, seg+n el
tiempo del motor en cada pistón! "s también llamado 8rbol de Le#as!
Fig. 3 E4es de e0as CON'TRUCCIÓN* "sta construido de acero de cementación, templado y recticado! "n motores más modernos, es de fundición al níquel6cromo6 molibdeno, con e-céntricos templados en el momento de la fundición &fundición en coquilla(!
+. RE'ORTE DE ,-),U)A' "n motores de competición los resortes de #ál#ulas son piezas cruciales para que el motor mantenga su sincronismo a má-imas re#oluciones! La fabricación de estos componentes lle#a un largo trabajo de in#estigación pre#ia! de #ál#ula se alta tecnología! de su #ida +til .
CON'TRUCCIÓN "l resorte construye con aleación de *ebe tener la misma fuerza recuperación a tra#és de toda
Fig. 5 Resorte de 0/0uas
. CO)ECTOR DE ADMI'IÓN 0ieza por donde circula el aire antes de entrar en los conductos de admisión de la culata! La forma y #olumen del colector determina la #ibración que toma el aire al entrar en el motor, esa frecuencia es más o menos con#eniente para cada régimen del motor!
CON'TRUCCIÓN1 9e fabrica en aleaciones de aluminio e incluso en materiales plásticos
Fig. 6 Coector de admisión
3. )A CU)ATA "s la parte superior de un motor de combustión interna que permite el cierre de la combustión! )onstituye el cierre superior del bloque motor y sobre ella se asientan las #ál#ulas, teniendo oricios para tal n! La culata presenta
una doble pared para permitir la circulación del líquido refrigerante! 9i el motor de combustión interna es de encendido pro#ocado &motor 'tto(, lle#a oricios roscados donde se sit+an las bujías!
Fig. 7 )a cuata CON'TRUCCIÓN Las culatas se construyen tanto de fundición de hierro, como de aleación de aluminio! "n los motores más modernos se preeren generalmente las aleaciones ligeras, debido a la notable #entaja en términos de reducción de peso y a las inmejorables características de fusibilidad y disipación del calor! Los soportes de la distribución se obtienen mediante fusión a presión, que permite realizar piezas con acabados óptimos y de paredes delgadas! La parte inferior de la culata se realiza mediante colada en coquilla o, algunas #eces, en arena!
5. )O' CI)INDRO' "s una ca#idad de forma cilíndrica, por la cual se desplazan los pistones en su mo#imiento alternati#o, entre el punto muerto inferior y el punto muerto superior, las paredes interiores son completamente lisas y en algunos casos cromadas para mayor resistencia al desgaste, es una pieza hecha con metal fuerte porque debe soportar a lo largo de su #ida +til un trabajo a alta temperatura con e-plosiones constante de combustible, lo que lo somete a un trabajo e-cesi#o bajo condiciones e-tremas!
CONT'RUCCION* &ara los cilindros, el material usual es la fundición gris por su buena resistencia al desgaste &que puede mejorarse mediante la adición de pequeñas cantidades de níquel, cromo y molibdeno( :parentemente, esta resistencia al desgaste se alcanza por la habilidad del hierro fundido para formar una supercie tersa, durísima, cuando es sometida a fricción por deslizamiento!
Fig. 18 Ciindro
6. ANI))O' DE) &I'TÓN. 9on piezas circulares metálicas, autotensadas, que se montan en las ranuras de los pistones para ser#ir de cierre hermético mó#il entre la cámara de combustión y el cárter del cig;eñal! 9on los encargados de sellar, por lo general están los anillos de compresión que no permiten que haya fugas de compresión, y el anillo inferior, es el controlador del aceite!
CON'TRUCCIÓN* Los anillos están hechos de acero. reciben un tratamiento químico y se recubren supercialmente con estaño, cadmio o cromo!
Fig. 11 Anios
7. E) &I'TÓN 2omando el pistón como un elemento de un mecanismo cinemático puede denirse como aquel elemento que tiene como función deslizarse dentro de su guía, que en el caso de un motor es la camisa o cilindro!
perfectamente cilíndrica, la parte más ancha se encuentra cerca del fondo o parte inferior del pistón y es allí donde se mide el diámetro del mismo!
CON'TRUCCIÓN "stán construidos de aleaciones de aluminio y magnesio que son materiales ligeros!
Fig. 1" &istón
18.
(U(ÓN DE (IE)A
"l bulón es un eje de acero con el centro hueco que sir#e de unión entre la biela y el pistón, el bulón además puede ser1 7otante cuando el bulón gira en los soportes del pistón y la biela, semi7otante este tipo de bulones se usa en las bielas de pie abierto, jo es cuando el bulón está sujeto a los soportes del pistón por contracción!
CON'TRUCCION* :cero
Fig. 1% (uón de biea
11.
(IE)A
La biela es la pieza que está encargada de transmitir al cig;eñal la fuerza recibida del pistón! =eneralmente está fabricada de acero forjado debido a que debe resistir una gran tensión y esfuerzo! La biela permite la transformación del mo#imiento alternati#o en rotati#o! La función de las bielas es la de transmitir el mo#imiento al eje cig;eñal por medio de los bulones o pasadores del pistón! CON'TRUCCIÓN1 Las bielas están construidas de acero forjado o de hierro fundido, teniendo una sección de #iga en L!
Fig. 1+ (iea
1".
MU9ÓN DE (IE)A
*urante la operación del motor, el muñón de biela soporta cargas de hasta > toneladas, de manera que cada muñón de biela resulta indi#idualmente girado o torsionado un poco antes que el resto del eje mientras que la fuerza está siendo aplicada! 0or supuesto, la fuerza se ali#iana tan pronto como se gasta la potencia, de manera que el cig;eñal 7e-iona regresando a su posición normal!
Fig. 1+ Mu:ón de biea
1%.
CI;
"l cig;eñal es un eje que a tra#és de la biela recibe la fuerza que act+a sobre el pistón! Las partes del cig;eñal son1 Muñones principales1 estos se apoyan y giran sobre los cojinetes de bancada! Muñones de biela1 estos son los que sujetan las bielas y oscilan en un mo#imiento circular! )ontrapesas1 equilibran el cig;eñal y están ubicados de acuerdo al n+mero de muñones de biela! /rida1 sujeta el #olante del motor!
CON'TRUCCIÓN "l cig;eñal generalmente, está construido de acero forjado, sin embargo, el ad#enimiento de cig;eñales largos y rígidos en motores multicilindricos con esfuerzos relati#amente bajos, permiten emplear el hierro fundido como sustituto, con objeto de reducir costos!
=
Fig. 1 Cig>e:a
1+.
CARTER DE ACEITE
"l cárter es la tapa inferior del motor, está constituido por cárter superior &es la parte inferior del bloque( y cárter inferior que #a asegurado al superior también sir#e como depósito de aceite! 9u función es, además de cerrar el bloque y aislarlo del e-terior, es la importantísima misión de albergar el aceite de lubricación del motor!
CON'TRUCCION* E cárter inferior está construido de hierro de fundición o aleación de aluminio o magnesio!
Fig. 13 Carter de aceite 1. MONO()OC? "l bloque es la parte más grande del motor, contiene los cilindros donde los pistones suben y bajan, conductos por donde pasa el líquido refrigerante y otros conductos independientes por donde circula el lubricante! =eneralmente el bloque está construido en aleaciones de hierro o aluminio, siendo estas +ltimas mucho más li#ianas y permiten mayor rendimiento!
FUNCION1 :demás de alojar los cilindros, donde se mue#en los pistones, el bloque del motor soporta la culata del motor en la parte superior y el cárter en la parte inferior! CON'TRUCCION1 Los materiales más comunes para la fabricación del monobloc? son1 hierro, aluminio, fundiciones y aleaciones
Fig. 15 E monoboc@ 13. CO2INETE' La función de los cojinetes es mantener en su lugar la pieza que está girando, como lo es el eje cig;eñal y las bielas, a la #ez lubricar los muñones! CON'TRUCCIÓN* Los cojinetes principales como los de biela son elementos hechos de acero o de bronce y recubierto con babbitt el cual es un compuesto de los siguientes elementos, cobre6plomo o de aleación de cadmio!
Fig. 15 Co4inetes
"aeria#es
EUI&O' E IN'TRUMENTO'
@! na probeta con líquido &aceite(! >! na lla#e boca A! na lla#e mi-ta B! na lla#e #ir#i?i C! n destornillador plano D! n #ernier &pie de rey( E! Lla#es he-agonales de tipo FdadoG 3! Lla#e @4 y lla#e @> H! n torquimetro @4!n ni#elador
)a0e boca corona mita B &aanca B Dados B 0ernier "arco eórico
Ni0eador B'TAN)E
Tor$uimetro
Procedimieno:
Primeramente observamos el motor identificando sus sistemas tanto de refrigeración, lubricación, alimentación, carga, arranque. $% &% '( )*%&+( (& "O+OR P(R( ,*% %& C(R+%R ,*% '% (C.( (RR./( P(R( '%$"ON+(R %& C(R+%R $% ,*.+(N &O$ +ORN.&&O$ '%& C(R+%R Para desear#o es necesario ui#i3ar un desarmador un mari##o -una !e3 5uiado e# carer se re!isa: -o#es -5uebraduras-Rosca
-orcido $e 5uia #a o#ea de ci6e7a# es necesario ui#i3ar herramienas 1- se 5uia e# orni##o de #a o#ea de# ci6e7a# 8-se !eriica 5ue #os orni##os 5ue sujean a# eracor esén bien uesos ;-con una ##a!e se ira e# eracor hasa sacar oa#mene #a o#ea de# ci6e7a# $e 5uia #a aa de disribución &a aa de disribución aa a #a cadena de# iemo $e desmona #a cadena Noa: es necesario re!isar #as marcas de# iemo a uno de# moor marcar#a si es necesario 'ebes ijare bien e# iemo base 5ue rae e# moor
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