Recepción y diagnósticos de la culata Efectuada la limpieza, se procederá a la verificación individual de cada uno de los componentes de la culata (la culata, válvulas, resortes, cuñas, cazuelas, camisillas, cámaras de precalentamiento, bujías de precalentamiento), efectuando las mediciones oportunas con los equipos adecuados. Durante esta fase se tendrá presente que el fabricante determina en sus manuales de referencia unas tolerancias máximas de desgaste y otras de montaje, las cuales habrá que verificar para determinar si las piezas sirven o no. Antes de dar comienzo a esta operación, resulta conveniente observar si existen fugas de aceite, agua, entre otros; si es así, en el posterior montaje deben corregirse estas fugas. NOTA 18 Cualquier culata que haya sufrido deformación por recalentamiento, debe ser sometida a enderezado antes de cepillar; esto es debido a dos razones: a) El fabricante determina si la culata permite cepillado. En este caso, establece una medida mínima) En los modelos OHC cuyo árbol de levas funciona en la parte superior de la culata, ésta sufre exceso depresión en los dos extremos en gran porcentaje de casos, causando ruptura del eje. El enderezado correcto de la culata permite un buen asentamiento nuevamente en los puntos de apoyo y minimizando el rectificado de partes planas o cepillado. Comprobación de la planitud de la culata La verificación de planitud de la superficie de apoyo con el bloque se realiza con la ayuda de una regla y un juego de láminas calibradas. La longitud y el ancho de la culata determina cuántas posiciones deben revisarse; sin embargo, todas las culatas deben revisarse, longitudinal, transversal y diagonalmente. Posicionada la regla se comprobará con la lámina calibrada la medida de alabeo, la cuál debe ser verificada con el manual de referencia del fabricante del motor para determinar la máxima y la mínima, y ver si la culata podrá ser utilizada o rechazada. Si se encuentran deformaciones o alabeos, deberá procederse a la rectificación del plano, si el manual de referencia del fabricante del motor lo permite y teniendo el cuidado de quitar la menor cantidad posible de material, ya que con el rectificado disminuye el volumen de las cámaras de combustión y, en consecuencia, aumenta la relación de compresión. Existe otra forma de verificar la planitud, utilizando la máquina cepilladura de superficies planas y un comparador de carátula. Comprobación de la estanqueidad Debe verificarse la estanqueidad de las cámaras de agua, para lo cual se cierran los orificios de comunicación con el bloque por medio de una placa metálica, provista de la correspondiente junta de estanqueidad que se fija a la culata por medio de tornillos alojados en los lugares previstos para la fijación al bloque motor. En un lugar apropiado, como puede ser el previsto para el montaje de algún accesorio que comunique con las cámaras de agua, se fija el grifo conectado a una bomba manual capaz de suministrar una presión de aire de 300 kipá a 400 kipá (44 psi hasta 58 psi), indicados por un manómetro acoplado a ella. Por el conducto se hace llegar agua a las cámaras a una temperatura aproximada de 80 °C (176 °F). En estas condiciones se aplica por el orificio una presión de 300 kipá a 400 kipá (44 psi hasta 58 psi) y se observa la lectura del manómetro. Si laguna permanece inmóvil es síntoma de buena estanqueidad. Por el contrario, si se observa una caída de presión al dejar de bombear aire, significa que existen fugas, que de otra parte pueden hacerse visibles por el agua que se pierde a través de la culata. En este caso es necesario sustituir la culata. Esta prueba puede realizarse de igual forma con la ayuda de una máquina de prueba hidroneumática. Comprobación de guías y asientos de válvulas Las holguras entre el vástago y su guía, así como las deformaciones del primero, se comprueban por medio de un comparador, cuyo palpado se pone en contacto con la periferia de la cabeza estando la válvula montada en su alojamiento. Una vez hecho esto, se hace girarla válvula sobre su eje observando si existen variaciones de la aguja del comparador. Si hubiese oscilaciones, el vástago o cabeza de válvula están deformados y es preciso sustituirla. NOTA Esta prueba aplica para válvulas nuevas y usadas. La holgura entre el vástago y su guía se debe comprobar con un comparador de interiores, midiendo el interior de la guía y restándole la medida del vástago de la válvula; esta medida debe estar en el rango de la especificación del manual de referencia del fabricante del motor. Si el rango es mayor que el especificado, se deben verificar las guías y las válvulas y determinarla que se debe sustituir. NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 5671 Culatas de motores diesel. Se utiliza un medidor de agujeros pequeños (De balín) Dentro del diámetro de la guía y se ajusta el indicador hasta que produzca una pequeña resistencia; luego se quita el indicador y se comprueba con un micrómetro de exteriores y se comparan las medidas con las
especificaciones del manual de referencia del fabricante del motor. Se comprueba el diámetro de la guía en tres lugares (arriba, en medio y abajo) y las medidas a 90ºuna de otra. Se comprueba el diámetro del vástago de la válvula con un micrómetro de exteriores a las especificaciones del fabricante y se compara el diámetro del vástago de la válvula con el de su guía compañera, para determinar el desgaste real del vástago de la válvula la guía. Las tolerancias que sobrepasen los límites de desgaste requieren que se cambie lagua de la válvula. Medición del volumen de la cámara El volumen de las cámaras de combustión se verifica disponiendo de un plástico transparente tapando la cámara, sellando el cercado de la cámara con grasa consistente. Por un orificio (que lleva el plástico) se va llenando la cámara con agua (o líquido de frenos) utilizando una pipeta calibrada, sin que desborde. La medida nos dará el volumen de las distintas cámaras que deben ser idénticas. Se admite una tolerancia de±3 cm3 (0,18 pies3) Para realizar esta verificación, deben estar montadas en la culata tanto las válvulas como la bujía, las bujías de precalentamiento y los inyectores, dependiendo del tipo de culata. Detección de agrietamientos o rajaduras Este análisis es especialmente determinante para los motores de encendido diesel. Se inspecciona visualmente todas las caras de la culata para ver si tiene vestigios de rajaduras. La mayoría de las rajaduras aparecen entre las válvulas de escape, o entre las válvulas de escape y el inyector, puesto que ésta es el área más caliente y con los mayores esfuerzos de la culata. Algunas veces es difícil encontrar una rajadura muy delgada, particularmente cuando la culata está fría. También es muy difícil determinar por observación visual si existe una rajadura en la fundición interior de la culata. Se pueden usar cuatro métodos básicos para determinar la presencia de rajaduras en la culata:- el método de partículas magnéticas;- el método de partículas magnéticas fluorescentes;- el método de penetrante fluorescente, y- el método de prueba de presión o hidroneumática. Inspección de la válvula y del asiento Al desarmar la culata siempre se debe verificar el asentamiento valvular. Se inspecciona con cuidado el área de asentamiento de la cara de la válvula, para detectar la presencia de picaduras o mal sellado y comprobar la tolerancia del vástago a la guía. En primera instanciase revisa visualmente la cara de la válvula para detectar evidencias de picaduras, asentamiento áspero o golpeteo; enseguida se determina la condición del área de contacto del asiento de la válvula, el ancho del asiento y el lugar real de asentamiento de la cara de la válvula. Así mismo, se inspecciona altura de los asientos. Con un comparador de superficies se colócala válvula sobre el asiento y se verifica la medida, si no está dentro de la especificación del manual de referencia del fabricante del motor se debe remplazar. NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 5671 Interior o si está dañado, debe rectificarse la culata en su alojamiento para aceptar un inserto de diámetro exterior sobredimensionado. Remoción del inserto Para retirar con efectividad e instalar el inserto de válvula se requieren herramientas especiales. Existe una herramienta para retirar insertos de válvula del tipo operado con leva. Se puede adquirir esta herramienta con muchos collarines de diferentes dimensiones para ajustarse a una amplia variedad de culatas. Principalmente las culatas de motores diesel requieren de este procedimiento. Instalación del inserto Se debe limpiar siempre el alojamiento (abocardo) del inserto con un cepillo de alambre. Relimpian los insertos nuevos con un solvente apropiado y se secan. Se debe disponer de una herramienta instaladora con escalón para inserto, con un escalón maquinado en la base para facilitar la instalación correcta sin daños. Se coloca a 90° el inserto nuevo en el diámetro desalojamiento. Con la herramienta para instalar insertos, se desliza el piloto en la guía de la válvula. Se utilízala herramienta para meter el inserto con cuidado a su posición hasta la parte inferior del alojamiento del asiento. Aunque los insertos nuevos están maquinados previamente, se debe seleccionar un indicador de carátula y un adaptador de guía de válvula para revisar la concentricidad del inserto con lagua de válvula de acuerdo a las especificaciones del manual del fabricante del motor. Si se van a instalar guías de válvula nuevas, se deben instalar antes de tratar de rebajar el inserto. En los casos en que se haya rectificado la superficie de la culata, tendrá que verificársela altura de cabeza de la válvula respecto a la superficie de la culata. Al revisar una válvula usada, o una válvula y su asiento que hayan sido maquinados, deben revisarse minuciosamente el ancho y el lugar del asentamiento, para determinar si el contacto de la cara de la válvula al inserto del asiento es visible y se puede aceptar que continúe en servicio. Procedimiento para el rectificado del inserto de válvula Cuando los insertos de asiento de válvula muestran señales de picaduras o de desgaste, se pueden maquinar por medio de uno de tres métodos que emplean una piedra de esmeril o una cortadora de carburo de tungsteno:- utilizando una rectificadora concéntrica, la
piedra de esmeril hace contacto con el ancho de la cara del inserto completo;- utilizando una rebajadora excéntrica y piedra, que está diseñada de tal manera que la rueda rebajadora giratoria haga contacto con el inserto solamente en una parte en cualquier momento cuando gira alrededor del inserto. El avance del micrómetro en la manija del motor de mando permite ajustes muy finos de la cantidad de material que se elimina; NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 5671 Utilizando una cortadora ajustable de insertos, que emplea hojas de carburo de tungsteno que pueden cortar miles de asientos antes de mostrar desgaste y producir inacabado de superficie muy fino. Este sistema es superior a las piedras de esmeril, que requieren revestimiento o cambio mucho más frecuentemente. La parte importante del proceso de rebajado del inserto es asegurarse que éste, cuando ya está acabado el proceso de rebajado, produzca el ancho de contacto deseado, junto con el lugar apropiado en la cara de la válvula. El ancho que se requiere en el área de contacto dejara de la válvula al asiento lo determina el diámetro total de la cabeza de la válvula y lo especifica el fabricante en manual de referencia del fabricante del motor correspondiente. Se deben seguir las siguientes operaciones:- La culata debe montarse en un soporte apropiado donde debe estar asegurada y nivelada.- Mida el diámetro interior de la guía y seleccione el piloto adecuado a este diámetro.- Mida el plato de la válvula para determinar el ángulo y ancho de la herramienta de corte.- Instale la herramienta de corte en el porta-herramienta- Centre el piloto- Rectifique de acuerdo a las especificaciones del manual de referencia del fabricante del motor.- Confirme el asentamiento de la válvula mediante la prueba de estanqueidad Asentamiento de la válvula Una vez rectificadas las válvulas y sus asientos, es necesario un esmerilado para conseguir un mejor acoplamiento de las válvulas a los asientos mejorando la estanqueidad en el cierre. El esmerilado consiste en frotar alternativamente la cabeza de la válvula contra su inserto interponiendo entre ambas una pasta de esmeril de grano muy fino; se realiza con ayuda de una ventosa con mango fijada en la cabeza de la válvula. Para comprobar que las superficies quedan con un acabado suficientemente afinado, solamente es necesario marcar unos trazos con un lápiz sobre el inserto y frotar contra él la válvula en seco; si los trazos desaparecen, la operación ha sido realizado correctamente. Antes de tratar de asentar cualquier válvula, se debe revisar el desgaste del vástago con un micrómetro; la punta del vástago debe revisarse para ver si tiene golpeteo excesivo o rajaduras, y la orilla de la cabeza de la válvula o el espesor del margen deben tener el espesor suficiente para que después del asentamiento todavía estén dentro de los límites mínimos permisibles. El espesor del margen de la cabeza de la válvula no debe ser menor a la especificada por el fabricante. Las cabezas de las válvulas con un espesor menor, terminan con una cabeza y área de cara débiles, que dará por resultado golpeteo, deformación de la cabeza De la válvula y que se queme la válvula. El espesor mínimo del margen se encuentra regularmente en las especificaciones del manual de referencia del fabricante del motor. NOTA Se pueden limpiar los depósitos de carbón de las válvulas con un disco de alambre suave en pulidor eléctrico de banco. Cuando haya depósitos pesados de carbón, se pueden meter las válvulas en un limpiador comercial apropiado y dejar remojar hasta que se haya eliminado químicamente el carbón. Se enjuagan y se sécalas válvulas cuando se haya terminado este proceso. NORMA TÉCNICA COLOMBIANA NTC 5671 Procedimiento de validación de resortes de las válvulas Los materiales de los resortes están hechos de aceros de aleación de alta resistencia, que contienen un alto grado de elasticidad, debido al constante ciclo de compresión y tensión que experimentan durante la operación que les impone altos esfuerzos. Al revisar los resortes de las válvulas, se buscan vestigios de pulido en las espirales exteriores. Dichos vestigios pueden indicar que el resorte ha estado raspando algún componente dentro del mecanismo de operación durante el funcionamiento del motor. De igual forma se busca indicios de sobrecalentamiento en los resortes de las válvulas (decoloración de la espiral del resorte); encuadramiento y longitud libre y comprimida. También pueden indicar que un resorte no está a 90º como resultado de debilidad, deformación rotura de la espiral. El encuadramiento del resorte se puede comprobar asentando el resorte sobre una superficie plana. Con un calibrador Vernier, se comprueba la longitud libre del resorte y se compara con la medida que da el manual de referencia del fabricante del motor. Se debe cambiar el resorte siesta muy corto. La longitud comprimida del resorte se puede probar con un probador especial de resortes para determinar si está de acuerdo con el valor indicado en el manual de referencia del fabricante del motor. El probador está equipado con una regla y una báscula de presión de resorte. Con el probador puesto a una altura específica de resorte, se coloca el resorte éntrelas superficies inferior y superior de las placas y se lee el indicador, para determinar si es aceptable la fuerza comprimida del resorte. En caso contrario, se debe cambiar el resorte. Si se rompe el resorte de la válvula durante la operación del motor, la válvula puede (o no puede) entrar en contacto con la corona del pistón. Cuando se cambia un resorte roto, también se debe cambiar el inserto del resorte de la válvula y el rotor y se deben utilizar retenes nuevos de seguro de la válvula.
