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Mecánica Diesel Volumen 7 Desmontaje y diagnostico del conjunto móvil
GRUPO DE TRAB TRABAJO AJO
Instructores
José Rosemberg Camacho Victor Garcés Villa Juan de la Cruz Sierra José Antonio Melo Sigifredo Ayala
Coordinador
Luis Antonio Medina
Asesor Metodológico
José Yaley Lozano
Profesional asesor
León Darío Restrepo
Educar Editores S.A. Diagramación e ilustración Alvaro Cotrés Guerrero Coordinación editorial
Buga, Noviembre de 1.983
Mecánica Diesel Volumen 7 Desmontaje y diagnostico del conjunto móvil
GRUPO DE TRAB TRABAJO AJO
Instructores
José Rosemberg Camacho Victor Garcés Villa Juan de la Cruz Sierra José Antonio Melo Sigifredo Ayala
Coordinador
Luis Antonio Medina
Asesor Metodológico
José Yaley Lozano
Profesional asesor
León Darío Restrepo
Educar Editores S.A. Diagramación e ilustración Alvaro Cotrés Guerrero Coordinación editorial
Buga, Noviembre de 1.983
Tabla de Contenido INTRODUCCIÓN OBJETIVO NOTA ACLAR ACLAR ATORIA 1.
2. AVERÍAS DEL C ONJUNTO MÓVIL A. Fallas de las bielas B. Averías de los pistones 1. Agarrotamiento
CONSTRUCCIÓN DEL CONJUNTO MÓVIL A. Cigüeñal
2. Descoronamiento
1. Finalidad
Rayaduras Golpeteo 5. Fatiga de los orifcios 6. Despestañado 7. Fallas de los seguros 3.
Tipos 3. Sentido de giro
2.
4.
B. Bielas 1. Finalidad
2. Construcción
C. Rotura de los anillos
Fijación de las tapas 4. Tipos 5. Seguros de tuercas y espárragos
D. Consumo de aceite debido a los anillos
3.
C. Pistones 1. Finalidad
3.
HERRAMIENTAS ESPECIALES EMPLEADAS EN EL DESMONTAJE, DESARMADO Y DIAGNOSTICO DEL CONJUNTO MÓVIL A. Marcadores 1. Finalidad
2. Partes 3. Construcción
Tipos Huelgos D. Anillos de pistón
2.
Tipos
B. Pinzas extractoras de anillos
Pinzas extractoras de seguros de bulón
4.
C.
5.
D. Alicate universal
1. Finalidad
E. Rebordeador de escariador de cilindros 1. Finalidad
2. 3.
Tipos Huelgos
E. Bulones 1. Constitución 2. Fijación 3. Lubricación
2. Constitución 4. PROCESO
A. B.
Desmontar y diagnosticar el conjunto móvil Desmontar el cigüeñal
C. Extraer los anillos
Desarmar el conjunto pistón - biela BIBLIOGRAFÍA D.
INTRODUCCIÓN
OBJETIVO
El estudio del desmontaje, desarmado y diagnóstico del con junt o móvil es muy impo junto import rtant antee par paraa su desa desarr rrollo ollo ya que se trata de las partes que más fallas presentan y que requieren un trabajo que en la mayor parte de los casos solo lo reparan los expertos.
Al acabar el estudio de la presente cartilla, usted estará ca paci tadoo para: pacitad par a:
Este trabajo ocupa dentro de su actividad una importancia es peci al que sin ella no sería posible pecial posi ble la operación opera ción de los motores. motores .
- Identicar y describir las partes que componen el conjunto
móvil. - Describir por escrito la tecnología que se sigue en el desmontaje y desar mado del conjunto móvil. - Explicar verbalmente y por escrito el proceso de desmontaje y desarmado del conjunto móvil. - Describir verbalmente y por escrito el funcionamiento fu ncionamiento del del conjunto móvil.
1. CONSTITUCIÓN DEL
CONJUNTO MÓVIL Al acople compuesto compuest o por el pistón, la biela y el cigüeñal, se le denomina conjunto móvil cuya función es convertir la energía térmica de la combustión en un movimiento mecánico útil.
A.
CIGÜEÑAL
1.
FINALIDAD (CRANCK SHAFT).
En el cigüeñal de los motores de cuatro tiempos los muñones se reparten angularmente según el número de cilindros así:
Es un eje acodado compuesto de muñones de biela y de bancada, brazos y contrapesos, todo para recibir los impulsos alternativos de los pistones y transformarlos en movimiento rotatorio sin excesivas vibraciones. Es de acero forjado, unas veces fundido en una sola pieza, otras veces está construido de varias piezas que se acoplan entre sí. La doble distancia ra dial entre los muñones de biela y bancada es igual a la carrera del pistón. 2.
TIPOS DE CIGÜEÑALES.
Los cigüeñales tienen tantos muñones de biela como cilindros tenga el motor. En los motores en “y” dos bielas van a un solo muñón. Los motores radiales y algunos en “y” cuentan con una biela maestra y otra u otras que se aseguran a esta. 3.
SENTIDO DEL GIRO.
Cigüeñal derecho es aquel en el cual al mirarlo por su parte trasera con el muñon del pistón No. 1 hacia arriba, o sea al P.M.S., El muñon del cilindro No. 2 queda a la derecha. Si el muñon No. 2 queda a la izquierda entonces es un cigüeñal izquierdo.
Tipos de cigüeñal 720/N°. Cilindros para cuatro tiempos 360/N°. Cilindro para dos tiempos. Un cigüeñal de un motor de dos cilindros tendrán los muñones situados a 180° uno del otro. Si es de cuatro cilindros tendrá los muñones situados a 90° uno del otro.
El cilindro No. 1 de un motor varía de ubicación de una marca a otra, encontrándose que los motores marinos tienen como número uno el inmediato al volante lo mismo que los industriales. No así en los motores al servicio automotriz donde casi siempre el No. 1 está junto al radia dor, por esto usted debe observar cuidadosamente cual es el que in icia la secuencia de el orden de encendido consultando el manual.
El cigüeñal de los motores automotrices casi siempre gira a la derecha, mirando el motor por delante, es decir, por el radiador. En cambio en los motores marinos el sentido de giro se observa por la parte posterior, o sea, por el volante y además su rotación es derecha o izquierda. Tanto las bielas como los vástagos son de acero forjado capaces de soportar las enormes cargas sin tener un peso considerable. El cuerpo de la biela tiene forma de “H”. Puede llevar un conducto interno para que uya el lubricante al bulón. El
exceso de lubricante tanto lubrica los anillos como roba calor del pistón. El pié de la biela puede estar cerrado para alojar un buje de bronce o una canastilla de un cojinete de agujas para sopor-
tar el bulón. También puede tener una mandíbula para jar
el pasador.
Esquema del cigüeñal de un motor de cuatro tiempos. B.
BIELAS.
1.
FINALIDAD
Son unas barras o brazos de acero forjado lo sucientemente
robustas como para transmitir al cigüeñal la fuerza de empuje del pistón pero a su vez sin excederse en peso. A.
Constitución
La biela consta de las siguientes partes:
2.
CONSTRUCCIÓN
La biela, por su pié, va acoplada al pistón por intermedio del bulón, mientras que en su cabeza recibe el muñón del cigüeñal. La cabeza de la biela tiene una tapa para facilitar la instalación de su cojinete y permitir su acople al cigüeñal. La tapa se sujeta con dos tornillos de acero especial que, apretados al torque establecido por el fabricante, permiten soportar los grandes esfuerzos a que está sometido. En los motores en y hay dos cabezas de biela por cad a muñón. En estos casos las cabeza s de biela pueden ser sencillas con un solo cojinete o termi nar en dos, por su forma en “Y”. Para motores en V determinando que la otra biela de cabeza sencilla quede ahorquellada en medio de la ‘Y’.
En bielas grandes la cabeza está separada del cuerpo para facilitar la colocación de algunos suplementos que permitan variar la relación de compresión. 3.
FIJACIÓN DE LAS TAPAS DE BIELA
La tapa de biela se asegur a a su cabeza sujetando el muñon del cigüeñal y sus casquetes. Para este n se usan dos tornillos
de acero especial capaces de soportar los severos esfuerzos a que está sometida la biela en su funcionamiento. La tapa se ja: por tornillos y roscas en la cabeza o por tornillos pasan tes y tuercas.
Los tornillos o espárr agos generalmente cuentan con cabezas especiales o vástagos estriados para facilitar el ajuste con el torque exacto recomendado. Si el torque es mayor provoca el alargamiento del espárrago hasta llegar a romperlo. Si es menor presentará holguras el cojinete produciendo vibraciones capaces de romper los tornillos causando daños considerables. Así mismo, para centrar las tapas se usan guías, estr ías o encastres a n de darles una jación estricta y fuerte.
4.
TIPOS DE BIELA
Algunas bielas tienen la separación de su tapa en forma oblicua para disminuir su diámetro externo y facilitar su extracción por dentro del cilindro.
5.
SEGUROS DE TUERCAS Y ESPÁRRAGOS
Para asegurar los tornillos o tuercas ante la posibilidad de giro durante el funcionamiento se usan tuercas ranuradas o de seguridad. También oricios pasantes perm iten colocar pasadores llama -
dos pines o frenos.
C.
PISTONES (PISTONS).
1.
FINALIDAD
Son piezas cilíndricas que se alojan dentro de las camisas y se unen con un pasador o bulón a la biela. En el pistón van alojados los anillos para hacer el sello del cilindro.
El seguro se puede hacer con chavetas, alambres o contra tuercas.
2.
PARTES
A.
Cabeza
Es la parte superior del pistón la cual recibe la fuerza de la combustión. Las cabezas son de formas variadas:
Planas, cóncavas, convexas, con deector, etc.
Una minoría de pistones llevan alojadas cámaras de combustión o celdas de aire o energía. Los pistones con cabeza de aluminio cuentan con refuerzos de acero donde se proyecta la inyección evitando le erosión y ofrece un punto de incandescencia para disminuir el retardo a la inamación. B.
Falda
Es la parte del pistón que queda por debajo del bulón y en la cual pueden hallarse los anillos de lubricación y las ranuras de dilatación.
En los pistones es común la aplicación de una protección su-
percial en la falda para facilitar el deslizamiento y evitar el
agarrotamiento en caso de fallas en la lubricación debido a recalentamiento zonal por zarros en los conductos de enfriamiento o por esfuerzo severo con el motor frío. Esta protección consta de una capa de metales antifricción como plomo, cadmio, zinc o estaño, aplicados por el procedimiento de galvano plastia. 3.
CONSTRUCCIÓN
Los pistones se fabrican en aluminio para motores rápidos y en hierro para motores lentos de gran potencia. También se conocen los bimetálicos de cabeza de hierro y falda de aluminio ya que el primero soporta bien las com bustiones y el aluminio presenta mejor deslizamiento (motor detroit).
4.
TIPOS
Los pistones pueden ser abiertos o cerrados. Los primeros son los más comunes para motores de 4 tiempos o sea los de biela y los segundos son los pistones sin bulón asegurados sin movimiento al vástago. Estos últimos son muy planos con una longitud apenas necesaria para alojar los anillos. Estos pistones son usa dos en motores de 2 tiempos y de doble electo (es decir, que efectúan combustión por las caras superior e inferior)
5.
HUELGOS
Para lograr una expansión uniforme, los pistones poseen barras de invar o ranuras de expansión. A pesar de la dilatación del pistón y la camisa, debe conservarse el espacio entre ellos para evitar el agarrotamiento o el cabeceo del pistón y mantener una buena lubricación. Su valor debe ser aproximadamente de 0.001’ por cada pulgada de diámetro del pistón en pistones de aluminio y la mitad para pistones de hier ro. En algunos pistones de aluminio las ranuras vienen reforzadas con hierro para reducir el desgaste causado por el anillo.
D.
ANILLOS DE PISTÓN
1.
FINALIDAD
Entre el cilindro y el pistón debe existir un huelgo que le permita a este último trabajar libremente a pesar de la dilata ción ocasionada por las altas temperaturas que alcanza el motor durante su funcionamiento. A pesar de existir huelgo, debe garantizarse un sello hermético, que se logra por intermedio de los anillos del pistón. 2.
TIPOS
Los anillos son de dos clases: De compresión y de lubricación. A.
Anillos de compresión
Son aquellos destina dos a evitar el escape de los gases hacia la par te inferior del pistón. Al primero de ellos se le denomina de fuego, por recibir la llama directa de la combustión, siendo por lo general cromado con base de hierro fundido. Más abajo del anillo de fuego encontramos uno o dos anillos más, destinados al mismo n:
Algunos de estos últimos presentan su cara exterior con un pequeño bisel el cual debe quedar con el borde saliente hacia abajo. Otros tienen su cara interior con biseles o escalones para lograr que empujen contra el cilindro mejorando el los gases los sellamiento. a razón de que en el pistón haya varios anillos de compresión es que los gases se escapan por la unión de sus extremos. Este escape es controlado por otro anillo, y así, uno tras otro. Los anillos efectúan un control llamado del laberinto.
Hacer el sello hermético entre el pistón y el cilindro. Al espacio existente entre los ani llos se le denomina anco.
Según su diseño los anillos de compresión pueden ser de sección cuadrada o sección irregular.
Se comprenderá que cuando el motor es muy lento habrá que aumentar el número de anillos para restar la oportunidad de un escape considerable.
B.
Anillos de lubricación
Los anillos de lubricación deben controlar el aceite de forma que unten las paredes con el aceite que llega por los oricios
del pistón y de los mismos anillos en su carrera escendente y por el salpique efectuado por el cigüeñal.
Al descender rapan el aceite que sobra evitando que suba a la cámara y se queme. Estos anillos hoy en día se fabrican en varias piezas como su plementos y expansores o bien en una sola pieza. Seleccione más comunes de anillos de lubricación.
Los anillos de lubricación siempre están colocados debajo de los de compresión. Los anillos de lubricación van montados en la falda del pistón y algunas bases arriba y abajo del bulón.
El primer anillo debe tener como mínimo 0,001 de más, debido a su mayor dilatación. Los anillos de lubricación pueden tener un huelgo algo interior. Recomendación: consulte el manual antes de cualquier otra determinación.
3.
HUELGOS
Los anillos deben ser abiertos, pues de otra forma sería imposible colocarlos dentro de las ranuras del pistón. El espacio entre la punta de los anillos dentro del cilindro, varía 0,001” a 0,003” por cada pulgada de diámetro del cilindro.
Compruebe la abertura de los anillos en el cilindro.
De corte en escalón
Para mejorar el sellamiento en el extremo de los anillos, estos se han diseñado de varias formas:
Es el más estanco de los ellos de puntas de anillos si está recticado correctamente
De corte recto Este tipo de corte en los extremos del anillo es el más utilizado.
De corte en ángulo Asegura un mejor sellamiento. En estos anillos el huelgo debe ser reducido a la mitad del anillo de corte recto.
Los anillos utilizados en los pistones de los motores de dos tiempos, no deben girar en su ranura, por que en su recorrido, al pasar por las lumbreras, podrían romperse si las puntas del anillo tropezaran en las lumbreras.
Por tal motivo los pistones tienen un tope en su ranura con el n de impedir que los anillos giren.
E.
BULONES
El pasador del pistón, que lo une con el pie de la biela, se llama bulón.
Diferentes diseños de los extremos en anillos de motores de 2 tiempos. Puede observarse en cada caso el alojamiento del Tope o Pin.
1.
CONSTITUCIÓN
El bulón es de acero templado y endurecido supercial mente. 2.
3.
LUBRICACIÓN
El bulón se lubrica por el aceite que le llega a presión por un conducto interno a lo largo de la biela.
FIJACIÓN
Para evitar que el bulón se desplace axialmente, rayando la
camisa, se usan tres sistemas de jación: cuando el bulón se tija al pistón con un prisionero, cuando se ja a la biela, y
cuando estando libre se evita el desplazamiento por medio de
anillos de jación en sus extremos o bien con el uso de tapas
antifricción que al frotar la cam isa no le causan daño alguno.
En algunas bielas se usa una copilla o una ranura que permita el paso del aceite salpicado.
AUTOCONTROLNo 1 Marque con una “X” la respuesta correcta 1. El
pistón del motor es una pieza que sirve para:
Recibir el empuje de los gases. B. Recibir el empuje de la biela. C. Recibir el empuje del cigüeñal. D. Recibir el empuje de la culata A.
2.
Dentro del conjunto móvil la biela es:
El espaciador entre el cilindro y la culata B. El brazo de fuerza del cigüeñal C. La unión entre el pistón y el cigüeñal. D. El seguro del bulón. A.
3.
El bulón es el pasador donde se articula:
La biela y el cigüeñal. B. El pistón y la biela. A.
El cigüeñal y el pistón. D. El seguro y la biela. C.
4.
Complete Fa siguiente frase:
El pistón hace sello hermético con la camisa por medio de los ___________________________________________ 5.
Complete la siguiente frase:
Las_____ ___ ___ ___ ___ ___ __ de bancada aseguran el _________________ cigüeñal, al bloque y las bielas se aseguran al muñón por las _____________________________ de cabeza de biela _____________________
RESPUESTAS AL AUTOCONTROL NO. 1 1. A. 2. C. 3. B.
El pistón hace sello hermético con la camisa por medio de los anillos. 4.
Las TAPAS de las bancadas aseguran el cigüeñal al bloque y las bielas aseguran al muñón por las TAPAS de cabeza de biela. 5.
AVERÍAS DEL CONJUNTO MÓVIL 2.
A.
FALLAS DE LAS BIELAS
Por regla general las bielas no sufren daño durante el funcionamiento, a no ser que fallen ante las detonaciones o que lo hagan cuando el pistón golpea un cuerpo dentro de la cámara. Los malos tratos son las causas más comunes de que la biela falle. Una biela debe tener alineados perfectamente los ejes geométricos del cigüeñal y bulón en todos los sentidos, es decir, guardar paralelismo.
Puntos de máximo desgaste cuando la biela está doblada. También puede averiarse cuando se presenta un daño en los espárragos que la sujetan al cigüeñal. Cuando un espárrago se somete a un torque exagerado se corre el riesgo de provocar su estiramiento permanente. Es difícil encontrar grietas en las bielas debido a la fatiga. Este defecto termina por romperlas en poco tiempo debido a los grandes esfuerzos que soportan. Una biela que se parta causa un considerable daño en el motor.
Es poco el esfuerzo necesario para romperlo. Por lo tanto cuando arranca el motor será el momento preciso para que falle la biela. Si el espárrago se deja ojo bien sea por torque insuciente o
por que torqueando lo normal la tuerca no ajusta correctamen-
te, el espárrago va a fallar. Las causas de un mal torqueado o torque insuciente son:
Roscas que no corresponden, roscas abolladas, limaduras o suciedades duras en la rosca, tuercas mal enroscadas, lete
de rosca robados, etc.
Precaución: Un espárrago que no sea de acero espacial no debe instalarse en la biela por ningún motivo. B.
AVERÍAS DE LOS PISTONES
1.
AGARROTAMIENTO
Las fallas en la lubricación causan aumento de temperatura por fricción, lo que a su vez dilata el pistón hasta pegarlo al cilindro con o sin transferencia de metal entre ambos. Es natural que un recalentamiento de las camisas por incrustaciones o zarros formados por el agua de refrigeración pueda conducir al gripado del pistón. Otra causa que origina el agarrotamiento o gr ipado del pistón es el excesivo juego axial del cigüeñal o que las bielas estén torcidas.
2.
DESCORONAMIENTO O PERFORADO
Las detonaciones son las causas más frecuentes del descoronamiento de la cabeza del pistón. También esta falla se presenta cuando un cuerpo extraño (tuerca, tornillo, arandela, etc.) Cae dentro del cilindro y se hace funcionar el motor.
falla de lubricación hay un contacto metálico aumentando la fricción entre el pistón y el cilindro. Un rayado vertical y de color gris mate se debe a la presencia de partículas abrasivas que llegan con el aire de admisión. 4.
GOLPETEO
Las faldas de los pistones se descargan y hacen que vibre en el cilindro dando lugar a ruidos y permitiendo el paso excesivo de gases y aceite.
El descabezamiento o el desaseguramiento de una válvula, la mala calibración o mala sincronización del mecanismo válvulas causa también esta falla. 3.
RALLADURAS
Las ralladuras en los pistones se producen cuando por una
5.
FATIGA DE LOS ORIFICIOS DEL BULÓN
Un esfuerzo continuado por carga excesiva o alta velocidad del motor puede ocasionar fatiga en el material del pistón y el lugar más frecuente de ocurrencia son los ojos del bulón, donde se presentan grietas
Cabeza B. Zona de anillos C. Alojamiento del pasador D. Falda A.
6.
DESPESTAÑADO O ROTURA DEL FLANCO
Las detonaciones producen graves averías en los pistones y anillos ya que pueden llegar a destruir el pistón o provocar la rotura de uno o todos los ancos de las ranuras de los anillos.
7.
FALLAS EN LOS SEGUROS DEL BULÓN
Si los seguros del bulón se comprimen demasiado al montarlos es posible que se salgan en su funcionamiento u horaden la ranura hasta el punto de salirse. Si esto sucede, el cilindro y el pistón sufrirán las consecuencias. Figura página anter ior. C.
ROTURA DE LOS ANILLOS
Las detonaciones en los motores, principalmente los Diesel, son las causas directas de la rotura de los anillos especialmente el de fuego.
Pistón averiado por haberse soltado el aro de retención del bulón.
D.
CONSUMO DE ACATE DEBIDO A LOS ANILLOS
El consumo de aceite moderado es completamente normal en los motores de combustión interna. Cuando se presenta excesivo consumo de lubricante es necesario tener en cuenta las siguientes causas: - Aceite fuido
Bien sea por dilución del lubricante con el combustible o por haberse empleado uno de baja viscosidad que no corresponda al grado de desgaste del motor. La elevada temperatura del motor aumenta la uidez del aceite, principalmente en lubri cantes de bajo índice de viscosidad.
- Anillos defectuosos Cualquier desperfecto en el asentamiento de los anillos, lo mismo que las rayadura s y un excesivo huelgo entre sus extremos, hacen que haya un excesivo consumo de aceite. Cuando los anillos con bisel externo se instalan invertidos ocasionan un consumo excesivo de aceite. Sin olvidar los anillos pegados o rotos debido a la formación de gomas y car bonilla que producen el mismo mal. Cuando debido al tiempo de funcionamiento el cilindro muestra desgaste, se presenta un consumo excesivo de aceite debido a que los anillos por su elasticidad se ensanchan demasiado aumentando el huelgo en sus extremos.
No está por demás recordar que todo anillo nuevo en sus primeras 250 horas de funcionamiento presenta consumo excesivo de aceite.
AUTOCONTROLNo 2 Complete la frase llenando los espacios 1. Una
biela debe tener ___ ___ ___ ___ ___ ___ _perfectamente los ejes geométricos del __________ y ____________________ El agarrotamiento del pistón es producido por recalentamiento de ______ _____ ____ y por ______ _____ _____ _ ___________________________ el excesivo juego axial del_________________________________________ 2.
3.
Escriba 4 de las principales averías del pistón
A.
_________________________________________
B.
_________________________________________
C.
_________________________________________
D.
_________________________________________
4. El excesivo consumo de aceite es ocasionado por___ __ ________________________ y __ ______________ demasiado huelgo ___ ___ ___ ___ ___ ___ente los____ ___ ___ ___ ___ del anillo.
Con la pinza de punta redonda se extraen___ __ __ __ __ _ de tipo de _____ _____ _____ _____ _____ _____ __ 5.
RESPUESTAS AL AUTOCONTROL NO. 2
3. HERRAMIENTAS
Una biela debe tener ALINEADO perfectamente los ejes geométricos del CIGÜEÑAL y BULÓN. 1.
ESPECIALES EMPLEDAS E EL DESMONTAJE, DESARMADO Y DIAGNOSTICO DEL CONJUNTO MÓVIL.
El agarrotamiento del pistón es producido por recalentamiento de CAMISAS y por el excesivo juego axial del CIGÜEÑAL 2.
3.
Averías del pistón:
- Descoronamiento - Ralladuras - Agarrotamiento - Rotura de anco
- Golpeteo
- Fatiga en los oricios del bulón
- Fallas en los seguros.
El excesivo consumo de aceite es ocasionado por RAYADURAS y demasiado huelgo entre los EXTREMOS del anillo. 4.
Con la pinza de punta redonda se extraen SEGUROS de tipo de OJO. 5.
A.
MARCADORES
1.
FINALIDAD
Para evitar la instalación incorrecta de algu nas piezas que se pueden intercambiar, es necesario marcarlas correctamente en el momento de desmontarlas de tal forma que se reconozcan fácilmente cuando se vaya a efectuar de nuevo su montaje. Para ello se emplean unas herramientas denominadas marcadores.
apretar la pinza se abre el anillo aumentando su diámetro para sacarlo o colocarlo en la ranura del pistón Un tipo de pinza apoya el anillo en su periferia para lograr mayor seguridad evitando roturas
2.
TIPOS
Las herramientas e mpleadas para marcar las piezas del motor son: el granete, el abecedario y el numerador. Todas son herramientas de impacto o estampado. B.
PINZAS EXTRACTORAS DE ANILLOS
Son dispositivos que aseguran el anillo por sus puntas. Al
C.
PINZAS EXTRACTORAS DE SEGUROS DE BULÓN
Los bulones se aseguran con anillos de expansión colocados en sus extremos para impedir que se salgan y rayen el cilindro. Por lo tanto es necesario usar una pinza de compresión para su montaje y desmontaje. Puede darse & caso de anillos de expansión con las puntas hacia adentro para lo cual basta una pinza universal de punta plana para su extracción. Y cuando el seguro tiene ojos es imprescindible la pinza de puntas redondas.
Pinzas extractoras y tipo de seguros de bulón que pueden extraerse con ellas
D. ALICATE
UNIVERSAL PARA EXTRACCIÓN DE SEGUROS DE TUERCAS Para retirar las chavetas, pines o alambres de las tuercas que aseguran las tapas de biela o de bancada se usa un alicate universal. Con él se puede enderezar las patas de la chaveta, cortar los alambres y tirar para su extracción.
E.
REBORDEADOR O ESCARIADOR DE CILINDROS
1.
FINALIDAD
Es una herramienta que se usa para rebajar el borde del cilindro para poder extraer el pistón sin causar daño a sus anillos. El borde se forma por el desgaste que sufre el cilindro debido
a la fricción de los anillos. Cada vez que se necesita extra er el pistón o cambiar de anillos es imprescindible rebordear el cilindro
2.
CONSTITUCIÓN
Existen rebordeadores de diferentes formas que en general constan de las siguientes partes:
efectuar el corte D.
Ranura circular
Que permite insertar una horquilla para que el cuerpo tenga giro libre E.
Horquilla
Se ja con un torn illo o cualquiera de los oricios roscados en la supercie del bloque. F. Buriles
A.
Cuerpo porta herramienta
Es un cilindro dotado de tres cuchillas o buriles capaces de cortar el metal del borde del cilindro. B.
Tornillo central
Que sirva para graduar el espesor del corte aumentando o disminuyendo la salida de los cuchillos. C.
Hexágono
Es el lugar en que se asegura una llave para hacerlo girar y
Herramientas de corte construidas en acero al tungsteno que se alojan en las ranuras del cuerpo del rebordeador y permitan graduar el avance de corte. G.
Suplementos: manguitos, arandelas
Que permiten jar la horquilla sobre el bloque a la altura
conveniente para que el buril corte exactamente el reborde del cilindro.
4.
PROCESO OPERACIONAL.
DESMONTAR Y DIAGNOSTICAR EL CONJUNTO MÓVIL A.
1. Rebordee
los cilindros
Consiste en rebajar el reborde que se superior del cilindro en donde no rozan los anillos.
Para iniciar este tr abajo es necesario seleccionar las cuchillas o buriles apropiados para el diámetro mayor del cilindro. El procedimiento para rebordear es el siguiente: A.
Aoje los tornillos de la tapa del cuerpo porta herram ienta.
Introduzca los buriles con el borde cortante hacia arriba, apretando luego los tornillos. B.
Meta el rebordeador en el cilindro y expanda los buriles, girando el tornillo central hasta que hagan contacto con las paredes del cilindro. C.
D. Monte la horquilla introduciéndola en la ranura del cuerpo porta herramienta. E.
Asegúrela con uno de los espárragos o tornillos de la culata.
Observación: Al apretar la horquilla cuide que el cuerpo porta herra mienta quede a una altura correcta, si no, invierta la horquilla o colóquele suplementos.
Coloque la llave y gire el cuerpo por ta herramienta mientras ajusta el corte de los buriles. F.
Observación: En cada aumento de corte procure que este no sea muy grueso. Corte la pestaña hasta igualarla con el diámetro del cilindro. G.
En general, se recomienda efectuar estas marcas con abecedario o numerador más que con granete pues se facilita. Notoriamente la posterior identicación de las marcas. En 2.
Ejemplo.
A manera de ejemplo, se ilustra enseguida una marcación hecha con abecedario.
la parte superior de la cabeza de cada pistón “también debe colocarse la marca de su correspondiente biela. 3.
Retire las tapas de las bielas
A.
Remueva los seguros, si los hay.
B.
Aoje con una llave todos los tornil los de las tapas.
Retire las tapas de biela. D. Retire los tornillos. C.
Observación: Las tapas están pegadas, ayúdese con un martillo blando. Asegúrese de que los cojinetes no se cargan y tenga presente su posición correcta.
Precaución: Si las tapas son muy pesadas, utilice un soporte para recibirlas. Así evitará herirse las manos. 4.
Marque los cojinetes de las bielas
Efectúe estas marcas por el respaldo de cada cojinete em pleando un marcador de tinta, lápiz o papel engomado. También puede hacerlo con un rallador, pero en este caso debe hacerlo con suavidad. Estas marcas deben corresponder a las que ha efectuado previamente en las bielas y los pistones. 5.
Desmonte el conjunto pistón-biela
Este desmontaje puede hacerse por la culata cuando la cabeza de la biela es tan pequeña que cabe por el cilindro, o cuando,
siendo mayor que el diámetro del cilindro tiene separación oblicua de la tapa de biela. Si el espacio entre las bancadas del cigüeñal es suciente -
mente amplio como para permitir la salida del pistón, puede efectuarse por ahí el desmontaje del conjunto pistón-biela (extracción por el cárter). A continuación se describen estos dos métodos: Extracción por la parte superior del bloque Empuje la biela hacia el lado de la culata hasta que pistón salga. Emplee un pedazo de madera o el cabo un martillo. B. Reciba el pistón con las manos antes de que salga totalmente para evitar que la biela golpee la camisa. A.
Observación: Si se trata de un motor grande, los pistones poseen un oricio en la corona, donde pueden instalarse un carcoma para
extraerlos.
Extracción por el cárter Gire el cigüeñal para evitar que le incomode la manipulación de las piezas. A.
Observación: Asegúrese de que la biela no raye el muñón. Soporte con ambas manos el conjunto pistón-biela para evitar que se golpee. B.
DESMONTAR EL CIGÜEÑAL
1. Retire
Empuje la cabeza del pistón hacia el cárter empleando un pedazo de madera o el cabo de un martillo.
las tapas de bancada
A.
Retire los tornillos o tuercas de las t apas de bancada.
B.
Golpee la tapa con un mazo de material blando (plamo,
B.
plástico, etc.). Palanquee con una palanca plana alternando con golpes hasta sacarla. C.
3.
Retire el cigüeñal
a. Seleccione un diferencial asegurándose de que tenga la ca-
pacidad suciente pa ra levant ar el cigüeñal.
Aliste unos calzos de madera y colóquelos en el lugar donde habrá de colocar el cigüeñal. B.
Observación: Este lugar debe estar libre de humedad y suciedades. Amarre el cigüeñal por dos muñones de bancada con una eslinga o estrebo resistente C.
Observación: Hágalo en dos muñones simétricos, de tal manera que el cigüeñal pueda subir después en forma horizontal.
D.
Levante el cigüeñal lentamente cuidando que no tropiece
con objetos cercados. E. Descanse el cigüeñal cuidadosamente en los calzos.
Observación: Sobre los calzos deben quedar apoyados los muñones de bancada. F. Recubra
el cigüeñal con grasa antioxidante.
Observación:
G.
Ordene las tapas en orden sucesivo.
H.
Marque los cojinetes
Observaciones: Ordene las tapas en un lugar que no hagan estorbo. Marque los cojinetes al momento. 2.
Marque los cojinetes de bancada
Cuando la tapa tiene oricios roscados puede colocar un torn i -
Se emplea el mismo proceso descrito para retirar la tapa de la biela.
lanca (ver gura) o atorn illar el extra ctor de inercia y golpear
A.
llo sin apretarlo y utilizar la cabeza del mismo para hacer pacon él, halando la tapa.
Limpie los cojinetes.
B. Marque los cojinetes usando un número o letra para cada par.
Observaciones: Estas marcas deben ser las mismas que tienen la bancada. C. Almacene los cojinetes en lugar seguro donde no haya posibilidades de que el metal babbitt se raye. 2.
Marque las tapas de biela
A.
Limpie las partes y observe las marcas de fábrica o las que
se le hicieran en una reparación anterior. B.
Observe el tipo de marcas que pueden encontrar así:
1-2-3- etc, o por letras: B - C, etc. o bien por puntos, rayas o cualquier otro método para evitar confusión de partes.
con un marador (granete, abecedario o numerador), para ello coloque el marcador con su cara estampada descansando verticalmente sobre la supercie a marcar y golpee en su cabeza fuerte y rmemente.
Hágalo con precisión para no tener que repetir los golpes. El marcador puede hacerse desde el volante o hacia él consecutivamente en cada tapa de biela y en cada tapa de bancada. C.
EXTRAER LOS ANILLOS
Esta operación puede efectuarse de dos maneras: con la pinza expansora o con laminillas. A continuación veremos los dos procedimientos. Extracción de los anillos con ayuda de la pinza expansora 1. Seleccione 2.
la pinza extractora
Tome el pistón con una mano y sujete con la otra la pinza.
Observación: C.
Anote las marcas que encuentre par a la posterior consulta.
Observación: Si no existieran marcas, o si no se encuentran claras, hágalas
Cuando el pistón no es pequeño, sino de tamaño mediano, es necesario colocarlo en una prensa sujetándolo por la biela
puesto que se di cultará su ma nipulación.
Sujete con la pinza los extremos del anillo de luego sin que se suelten. 3.
4.
Apriete el expansor o pinza hasta abri r el anillo lo sucien -
Observación:
Saque el anillo del pistón.
Cuando el anillo de lubricación es de varias piezas proceda desmontarlo así:
te para sacarlo de la ranura. 5.
Repita esta operación para los demás anillos de compresión. 6.
7. Retire
en la misma forma los anillos de lubricación si estos son de una sola pieza.
- Levante la punta del suplemento con una hoja de segueta. - Tome el suplemento con los dedos y hálelo poco a poco para ir lo sacando de su ranura. - Córralo hacia la falda hasta sacarlo. - Retire el otro suplemento.
- Retire el resorte expansor desenganchando sus puntas y sacándolo de la ranura.
Extracción de los anillos con ayuda de laminillas 1. Sujete
el pistón con una mano si es pequeño o en una pre nsa si es mediano. Levante la punta del anillo con una hoja de segueta o un destornillador pequeño e introduzca una tira metálica a lo largo del pistón. 2.
Siga levantando el anillo con la hoja de segueta o el destornillador e introduzca otras tir as hasta sacarlo de la ranura. 3.
Levante la punta del siguiente anillo y corra una de las ti ras metálicas para impedir que se guarde en la ranura.
5.
Repita así proceso con todos los anillos.
Corra el primer anillo hacía arriba deslizándolo hasta sacarlo totalmente. 6.
Continúe con los demás hasta desmontarlos de la corona del pistón. 7.
D.
DESARMAR EL CONJUNTO PISTÓN - BIELA
1.
Retire los tornillos que jan el bulón al pistón o al pié de
2.
Retire los seguros del bulón
A.
Seleccione la pinza de acuerdo al tipo de seguro.
B.
Sujete el seguro.
la biela, si los hay.
4.
Apriete la pinza solo lo necesario para que el seguro salga de la ranura. C.
D.
Retire el seguro.
3.
Desmonte el bulón
- Coloque el pistón sobre calzos en la mesa de la prensa de tal forma que la salida del bulón hacia abajó esté libre.
Observación: Los calzos deben ser cóncavos y de madera u otro material más blando que el pistón. - Baje el vástago de la prensa hasta colocarlo exactamente encima de bulón.
- Presione el bulón lentamente hasta expulsarlo.
Observación: Si el bulón ofrece mucha resistencia investigue la causa.
Algunas veces el bulón hace rebabas en su alojamiento y deberá extraerse por el otro extr emo.
Precaución: Cuando sale el bulón, el pistón y la biela quedan libres.
Asegúrese de que no se golpeen. El bufón puede extraerse también en forma manual. En este caso, después de colocar el bulón sobre los calzos en y, se coloca un botador de bronce exactamente sobre el bulón y se golpea suavemente con un martillo de bola hasta extraerlo totalmente. Otra forma de separar el bulón del pistón es empleando un extractor espe cial como el que se muestra en la gura sigu iente.
El procedimiento a seguir es:
A.
Introduzca el tornillo por el oricio del bulón.
Coloque el buje de tal manera que el tornillo pase por dentro de él. B.
C.
Introduzca la punta del tornillo por el oricio del soporte.
Rosque la tuerca. Gire la tuerca con la llave cuidando que el pistón y el buje estén alineados. F. Apriete la tuerca progresivamente hasta extraer el bulón totalmente. D. E.
Observación: Sostenga con una mano el conjunto pistón-biela pues podría caerse y sufrir daños.
AUTOCONTROLNo 3 Marque con una “X” la respuesta correcta
A.
Cuál de los siguientes pasos corresponde al rebordeado de cilindros:
B.
1.
Limpie las partes y observe las marcas de fábrica. B. Monte la horquilla en la ranura del cuerpo porta herramientas. A.
C.
Aoje con una llave los tornillos de las t apas.
D.
Golpee la tapa con un mazo de material blando.
2.
De las siguientes parles, a cuál se le hacen marcas:
Pasador B. Seguro C. Biela D. Buje A.
3. Nombre dos sitios por donde se extrae el conjunto pistón biela
4. A. B.
Escriba dos formas de extraer los anillos del pistón
RESPUESTAS AL AUTOCONTROL NO. 3 1. B. 2. C. 3.
Parte superior del bloque. B. Por el cárter.
VOCABULARIO TÉCNICO
A.
4. A. B.
Pinza expansora Laminillas.
Agarrotar: Quedar una pieza frenada por falta de lubricación. Aleación: Mezcla de dos o más metales por fusión de sus componentes. Antifricción: Material con poca resistencia al rozamiento. Axialmente: A lo largo de el eje. Babbitt: Metal antifricción compuesto por aleación de estaño, antimonio y cobre. Cáncamo: Ojal de hierro atornillable para sujetar cables o ganchos. Clavija hendida: Pasador en forma de horquilla.
Chaveta: Pieza metálica pequeña insertada entre un eje y su cubo para evitar rotación.
Invar:
Diferencial: Aparato multiplicador de fuerzas por medio de engranajes (“Señorita”).
Izar: Levantar por medios de cabos
Dilatación: Aumento de tamaño provocado generalmente por aumento de temperatura. Espárragos: Vástago roscados por ambos extremos Estrobos o Eslinga: Cabo o guaya con gasas para suspender o izar pesos. Gaza: Ojal que se hace en el extremo de un cabo. Hidráulica:
Estudio del equilibrio y movimiento de los uidos.
Hierro fundido: Hierro colocado como sale de los altos hornos con gran contenido de carbono. Holgura: Amplitud o espacio para permitir dilata ciones sin agarrotamientos.
Aleación de hierro y níquel con coeciente de dilatación
térmica muy pequeño
Laberinto: Enredado, de difícil paso. Muñon: Miembro, extremo de un eje. Nervadura: Refuerzo. Rebaba: Resalto o saliente. Prisionero: Espárrago pequeño embutido en su alojamiento Señorita: Diferencial pequeño. Torque: Esfuerzo de torsión dado a una tuerca o torn illo.
RESUMEN TÉCNICO El conjunto móvil del motor está constituido por pistón, biela y cigüeñal y es el encargado de convertir la energía térmica de la combustión en un movimiento mecánico útil. El cigüeñal recibe impulsos alternativos de los pistones y los transforma en movimiento rotatorio. Es de acero forjado y los hay izquierdo y derechos. Los muñones del cigüeñal se reparten angular mente según el número de cilindros del motor. La biela transmite al cigüeñal la fuerza de empuje del pistón. Es de acero forjado, para resistir cargas muy altas. Se acopla, por su pié, al pistón con un pasador o bulón y por su cabeza, al muñon del cigüeñal, con una lapa y tornillos de acero especial, que se ajustan al torque recomendado por el fabricante. El pistón se fábrica de aluminio o hierro, recibe la fuerza, que por medio de la biela la transmite al cigüeñal. Va alojado dentro de la camisa o cilindro haciendo sello hermético a través de los anillos o segmentos. Las averías más comunes en el conjunto móvil son:
Biela: desalineamiento, fatiga, rosca de tornillos aboyados. Pistón: agarrotamiento, descoronamiento, rayaduras, golpeteo, fatiga de los oricios del bulón, despestañado o rotura del anco, fallas de los seguros de bulón, rotura de anillos.
En el desmontaje, desarmado y diagnóstico del conjunto móvil se utiliza herr amientas especiales como el rebordeador de cilindros, pinza extractora de a nillos, diferencial, extractor de pasador. En caso de no traer marcas de fábrica, estos elementos, se emplea marcadores como abecedario o numerador metálico.
AUTO PRUEBA FINAL 1. El
borde en el cilindro se forma por:
El uso desmedido. B. La falta de lubricación. C. Desajuste por los anillos. D. Desgaste del pistón. A.
Los pistones corona de aluminio y placa de acero ofrecen un punto de incandescencia para: 2.
A.
Acelerar el proceso de inamación.
B.
Aumentar el retardo a la información.
Evitar que se produzca la inamación. D. Retardar el proceso de inamación. C.
3.
La falla en la lubricación de los pistones causan:
A.
Bajo rendimiento.
Desgaste de las camisas. C. Disminución de temperaturas. D. Aumento de potencia. B.
4.
El desgaste de las faldas de los pistones facilita:
El paso excesivo de gases y aceites. B. La expansión excesiva de los gases. C. El reingreso de los gases y aceite. A.
D.
La extinción de los gases inamados.
Un esfuerzo continuado por carga excesiva o alta velocidad del motor puede ocasionar: 5.
Desaceleración y desgaste B. Aceleración continuada en el motor. C. Recalentamiento en el pistón. D. Fatiga en el material del pistón. A.
6.
Los anillos del pistón son de dos clases
__________________________ 2. ___________________________ 1.
7. La
ralladura de los cilindros se deben a:
Anillos desgastados y falta de a ceite. B. Seguro de bulón suelto y exceso de lubricación. C. Exceso de lubricación y anillos desgastados. D. Anillos rotos y seguro de bulón suelto. A.
8.
Complete la siguiente frase
Un cigüeñal derecho es el que su muñon No. _______________________ Está a la derecha del número uno. El cilindro número uno es el que determina la secuencia real del de encendido del motor. 9.
Las ___ ___ ___ ___ ___ ___ ___ __ de los pistones sirven para controlar la expansión en su diámetro. 10.
11. La _____________________ del motor diesel o cuer pos ext raños, causan el descoronamiento del pistón.
12.
Diga si es Verdadero o Falso
Los anillos del pistón se pueden romper por detonación en el cilindro Falso __________________________
Verdadero ______ _____ _____ _____ _ El anillo de fuego emplea mayor huelgo de todos los anillos 13.
Falso ________ _____ __ Verdadero. ____ ___ ___ __ En los motores de dos tiempos no importa si sus anillos giran dentro de su ranura 14.
Falso _______ _____ __ Verdadero. ____ ___ ___ __ 15. Si
un anillo de seguro de bulón se sale de su ranura se
debe a que no fue comprimido sucientemente
Falso_____________________ Verdadero. _________________
RESPUESTA AUTO PRUEBA FINAL
El cilindro número uno es el que determina la secuencia real del ORDEN de encendido de el motor. 9.
1. E.
Desgaste por los anillos
2. A.
Acelerar el proceso de inamación
3. B.
Desgasté de las camisas.
4. A.
El paso excesivo de gases y aceite.
5. D.
Fatiga en el material del pistón.
6.
Anillos de compresión. 2. Anillos de lubricación 1.
7. D.
Anillos rotos y seguros del bulón suelto.
Un cigüeñal derecho es el que su muñón número DOS está a la derecha de el número uno. 8.
Las RANU RAS de los pistones sirven para controlar la expansión en su diámetro. 10.
11. La
DETONACIÓN del motor Diesel o cuerpos extraños, causan el des- coronamiento del pistón. 12.
Verdadero.
13.
Verdadero.
14.
Falso.
15. Falso.
BIBLIOGRAFÍA TABOLDT,William K Manual de Reparaciones Automotrices Ed. Lineal, Cleworth Connecticut 1980, 2a. edición LOUIS T. MASSON
Conocimientos Cientícos Generales
Ed. Press Service Inc. Nesw York Ny U.S.A.1970. la edición. MARKS W.Robert Diccionario y Manual de la Física y Química ED. Press Service Inc. Nesw York NY. U.S.A. 1969 la. Ed. La Flora José María Motores Diesel Ed. Blume Torrelara Madrid 1973, 2a. Edición.
