INGENIERÍA AUTOMOTRIZ
VEHICULOS COMPETICION
NOMBRE: RICARDO ANALUISA TEMA: INFORME DE PREPARACION DE LOS PISTONES
NIVEL: NOVENO”B”
26 – 11 – 2015
UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE EXTENSIÓN LATACUNGA DEPARTAMENTO DE ENERGÍA Y MECÁNICA CARRERA DE INGENIERIA AUTOMOTRIZ
INFORME DE LABORATORIO DE MOTORES COMPETICION CARRERA
CÓDIGO DE LA ASIGNATURA
NOMBRE DE LA ASIGNATURA
Ingeniería Automotriz
EMEC 45058-676
VEHICULOS COMPETICION
PRÁCTICA N°
LABORATORIO DE:
1
TEMA:
1
PROCESOS DE MANUFACTURA TRUCAJE DE PISTON
DURACIÓN (HORAS) 8
OBJETIVOS
Analizar e Investigar los procedimientos para el trucaje de un pistón. Realizar los canales diametrales en la falda Realizar el refrentado y de la cabeza y falta Realizar las perforaciones en la falda Pulir el pistón en todas sus áreas.
EQUIPO Y MATERIALES NECESARIOS
2
EQUIPO
Torno Taladro de Pedestal Esmeril Balanza Electrónica Equipo de seguridad personal (Guantes, gafas, mandil, zapatos punta de acero, protector de oidos)
MATERIALES
Pistón de vehículo Datsun A12 Cuchilla de acero rápido Pie de Rey Lija 120-180-1200-1500 Crema para pulir metales Brocas de 3 y 4 mm Franela Taladrina Cepillo de alambre Martillo Pin
3
MARCO TEORICO PISTON
Los pistones parecen piezas simples y de construcción bastante sencilla, pero es una de las piezas móviles del motor que más estudios requiere a los diseñadores, ya que tienen tres funciones, hacer de pared móvil en el cilindro, transmitir la fuerza generada por la combustión a las bielas y no permitir que los gases de la combustión se transmitan al cárter por medio del cilindro. Este tema es muy amplio si se lo desarrolla íntegramente, pero aquí se detallarán solo el aspecto más importante en cuanto a las modificaciones que pueden realizarse en ellos. Los pistones de los motores de serie son de fundición luego mecanizada, se recomienda en motores modificados la utilización de pistones forjados de venta comercial. Pero si se quiere modificar el pistón que posee el motor se deberá reducir el peso, como en todas las piezas móviles.
Ilustración 1 Pistón y sus modificaciones Fuente: Preparatorio
Es muy común que los pistones de serie estén construidos de una “aleación ligera de aluminio (AlSi12CuNi)”18 , este material presenta las siguientes ventajas; elevada resistencia, baja densidad, elevada conductividad térmica, baja dilatación térmica, y poca resistencia al rozamiento. Los trabajos de modificación en los pistones serie, se limitan al equilibrado de pesos y mejora en su lubricación.
PISTON Y SUS PARTES
Ilustración 2 Pistón y Sus partes
Las condiciones en las que opera el pistón en un motor de competencia son muy complejas, este elemento esta sometido a fuertes cargas mecánicas y térmicas, por lo tanto se debe seleccionar elementos de alta calidad que cumplan con las características de funcionamiento del motor. La utilización de pistones forjados (estampados) es la más común, el proceso de fabricación es mediante fundición y estampado, este último mejora la concentración de las partículas del material incrementando su resistencia y reduciendo su peso. A demás el porcentaje de silicio, cromo y molibdeno es mayor, con lo que se logra mejorar las características de deslizamiento. La desventaja en la utilización de pistones forjados radica en su alto costo y en la escasez de proveedores en nuestro medio, por lo que se opta por la modificación de los pistones de serie.
Ilustración 3 Pistón forjado Fuente: https://www.google.com.ec/search?q=PISTON+FORJADO
4
PROCEDIMIENTO
1. LIMPIEZA DEL PISTON
Con la lija 180, limpiamos las impurezas existentes en la falda, en la cabeza, alojamiento de anillos, alojamiento de bulón.
Ilustración 4 Limpieza de pistón Fuente: Ricardo Analuisa
2. REFRENTADO DE LA FALDA Realizamos el centrado del pistón en el mandril, colocando protecciones como papel o cartulina en las muelas del mandril para evitar que dañe nuestro pistón.
Ilustración 5 Centrado de pistón Fuente: Ricardo Analuisa
Una vez afilada la cuchilla de acero rápido en el esmeril, colocamos en el torno para iniciar el refrentado de la falda, prim ero a lenta velocidad y luego a mayor velocidad para ayudar en su acabado superficial.
Ilustración 6 Refrentado de la falda Fuente: Ricardo Analuisa
3. CANALES EN LA FALDA Una vez refrentado la falda, dividimos en 3 o 4 partes la falta según el número de acanaladuras.
Ilustración 7 Marcas en la falda Fuente: Ricardo Analuisa
Centramos el pistón y colocamos la cuchilla de forma perpendicular a la línea del pistón.
Ilustración 8 Centrado del pistón Fuente: Ricardo Analuisa
Se empieza el maquinado controlando la penetración de la cuchilla, esta no debe pasar de 0.2 mm.
Ilustración 9 Maquinado de acanaladuras Fuente: Ricardo Analuisa
4. REFRENTADO DE LA CABEZA Centramos el pistón ahora de forma contrario al paso del refrentado de la falda
Ilustración 10 Centrado del pistón Fuente: Ricardo Analuisa
Empezamos el maquinado con una velocidad media, controlando que la penetración de la cuchilla tenga como máximo 0,1 mm.
Ilustración 11 Refrentado de la cabeza Fuente: Ricardo Analuisa
5. PERFORACIONES EN LA FALTA Se procede a realizar una plantilla del tamaño de la falda, donde se distribuye uniformemente 5 orificios, 3 en la parte superior y 2 en la parte inferior.
Ilustración 12 Plantilla para perforación Fuente: Geovanni Viscaino
Una vez asegurada la plantilla, con la ayuda de un pin marcamos los puntos para que el taladro tenga una guía. Colocamos el pistón en el taladro de pedestal y perforamos con una broca de 3mm.
Ilustración 13 Perforación en taladro de pedestal Fuente: Ricardo Analuisa
Realizamos el avellanado con una broca de 4mm, solo avellanada, no perforación total.
6. PULIDO DEL PISTON Después de terminar todos los mecanizados, se realiza el pulido del pistón para ello primero se aplica la lija 180.
Ilustración 14 Aplicación lija 180 Fuente: Ricardo Analuisa
Después, vamos a realizar un acabado más fino con la lija 220.
Ilustración 15 Aplicación lija 220 Fuente: Geovanni Viscaino
Para empezar el pulido acabado espejo, aplicamos la lija 1200 y posteriormente 1500, esto con la ayuda del torno y de la taladrina para obtener un mejor acabado.
Ilustración 16 Aplicación lija 1500 Fuente: Ricardo Analuisa
Finalmente para obtener un brillo final, colocamos la crema para pulir metales y dejamos secar.
Ilustración 17 Aplicación de crema para pulir Brasso Fuente: Ricardo Analuisa
Una vez seco con un paño suave frotamos de fo rma rápida.
Ilustración 18 Pulimiento con tela suave Fuente: Ricardo Analuisa
Finamente tenemos el acabado final.
Ilustración 19 Acabado final Fuente: Ricardo Analuisa
Ilustración 20 Acabado final Fuente: Ricardo Analuisa
Ilustración 21 Acabado final Fuente: Ricardo Analuisa
Pesamos el pistón ya terminado y comparamos con el pesaje inicial, es este caso 283 gr.
Ilustración 22 Pesaje de Pistón Fuente: Ricardo Analuisa
Uso del torno
Verificar el funcionamiento adecuado de los carretes y del motor principal antes de empezar la práctica. Colocar la cuchilla centrando con la ayuda de la punta del torno. Refrentado de la falda. Acanaladuras de la falda. Refrentado de la cabeza. Limpieza y pulido del pistón.
RESULTADOS OBTENIDOS 5
Después de realizar todo el mecanizado, se logró rebajar aproximadamente 3 gr de peso al pistón, comprobado en la comparación de pesos antes y después del mecanizado, con un pesaje inicial de 283 gramos y un pesaje final de 280 gr.
Se refrentó la falda aproximadamente 20 mm, sin afectar a la constitución del pistón. Se realizaron 2 acanaladuras alrededor de la falda del pistón, esto para mejorar su lubricación, con una profundidad de 0.2 milímetros. Se refrentó la cabeza del pistón sin perder su forma original, con una profundidad de 0,1 milímetros.
Se realizaron los orificios en la falda, 5 por cada lado, 3 superiores y 2 inferiores con una broca de 3 mm de paso total y avellanado con broca de 4 mm. El pulido fue adecuado para tener un mejor acabado superficial y lograr un mejor coeficiente de rozamiento.
6
CUESTIONARIO
Por qué en los motores cuadrados o súper cuadrados no se recomienda el refrentado de la falda? La falda puede ser demasiado corta, por ellos si e realiza un rebaje del material, el pistón tendería a cabecear dentro del cilindro y podría llegar a romper la película de aceite llegando a rayar el cilindro.
Por qué luego del trucaje del pistón su pesaje es importante? Se deben asegurarse que todos pesen igual mediante una balanza para verificar que ninguno exceda el peso, pues de no ser así aparecerán en el motor vibraciones a determinados regímenes de giro.
Por qué se realiza perforaciones y acanaladuras en el pistón? Primero los agujeros se realizan para menorar el peso, pero algo fundamental es para mejora su engrase, por ello su avellanado, ya que es una pieza que se lubrica solo con el salpicado natural del aceite. De la misma manera las acanaladuras cumplen la función de mantener o retener aceite en las mismas para su lubricación.
CONCLUSIONES
7
Se investigó en tesis, libro y fuentes de internet los procedimientos para el trucaje de un pistón.
8
RECOMENDACIONES
9
Se pudo realizar 2 acanaladuras al contorno del pistón, en la falta, con una profundidad de 0.2 milímetros. Se pulió y refrentó a cabeza del pistón manteniendo su forma original y con una profundidad de 0,1 milímetro. Las perforaciones se lograron 5 en cada lado, 3 superiores y 2 inferiores, con un diámetro de 3 milímetros de perforación y 4 milímetros de avellanado. Para el pulido se utilizó las siguientes lijas en el siguiente orden: 180-220-1200-1500, con la ayuda del torno y taladrina. Para el pulido aplicamos una crema de marca Barasso, con la cual logramos un mejor acabado superficial. El peso del pistón disminuyo en 3 gramos después de todo el mecanizado y acabado superficial, teniendo en cuenta un pesaje inicial de 283 gramos y un final de 280 gramos.
Utilizar todo el equipo de proteccion personal para e vitar algun accidente. Tener todos los materiales para la limpieza, maquinado y acabado del piston. Una vez limpio el piston, se lo de be pesar para al final realizar la comparacion respectiva. Se debe ajustar bien el mandril para evitar una expulsion del piston en la mitad de un trabajo de mecanizado. Usar un poco de agua en el pulido ya que la configuracion de las lijas son de e sta manera y asi se tendra un mejor acabado. Seguir el orden adecuado del uso de las lijas según la numeracion. Despues del pulido con lija, aplicar una crema para pulir metales mejorara el trabajo y e l acabado superficial.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Y DE LA WEB (CONSIDERAR LA NORMA APA, USO DE BASES DIGITALES DE MIESPE)
Samaniego, F.(2006). Comparación de las características de un motor Suzuki forza G10 Sohc al variar secuencialmente elementos posibles de trucaje para competición a través de un banco de pruebas. Recuperado el 25 de noviembre del 2015, de: http://repositorio.espe.edu.ec/bitstream/21000/3420/1/T-ESPEL-0211.pdf
Mecánica automotriz (SN). Manual de trucaje de pistones, recuperado el 25 de noviembre del 2015, de; http://www.mecanicoautomotriz.org/751-manual-mecanicaautomotriz-trucaje-de-pistones
Gonzales, W.(26-10-2012). Trucaje de motores, recuperado el 25 de noviembre del 2015, de: http://www.mecanicoautomotriz.org/751-manual-mecanica-automotriz-trucajede-pistones
FECHA DE ENTREGA Latacunga 26 de Noviembre del 2015 Firmas Elaborado por:
Revisado :
RICARDO SANTIAGO ANA LUISA TIPANTUÑA
Estudiante
Calificacion :
Ing. Néstor Romero G.
