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unidad 2




                            2
                   unidad




Elementos constructivos del
      motor térmico
unidad 2




          SUMARIO




• Elementos estructurales y fijos
• Tren alternativo
• Mecanismos y circuitos auxiliares



                              2
unidad 2




                OBJETIVOS


• Conocer las distintas partes que constituyen el motor
• Comprender los distintos esfuerzos a los que están
  sometidas las partes del motor
• Saber la misión de cada elemento constructivo
• Distinguir entre elementos fijos, el tren alternativo y
  los mecanismos y circuitos auxiliares del motor
• Concebir una idea general del motor térmico
  alternativo


                                                 3
unidad 2




SELECCIONA EL EPÍGRAFE
1 > Introducción a los motores térmicos
2 > Elementos estructurales o fijos del motor
3 > Tren alternativo
4 > Mecanismos y circuitos auxiliares
unidad 2



                  1.-Introducción a los motores
                  térmicos
La clasificación de los elementos constructivos del motor es la siguiente:
Elementos estructurales o fijos:
             » Bloque motor
             » Culata
             » Tapa de balancines
             » Cárter
Elementos motrices
             » Pistones
             » Segmentos
             » Bulones
             » Bielas
             » Cigüeñal
             » Casquillos de bancada
             » Casquillos de biela
Mecanismos o circuitos auxiliares
             » Distribución
             » Circuito de engrase
             » Circuito de refrigeración
unidad 2




     1.   Introducción a los motoresatérmicos térmicos
                          1. Introducción los motores




2.1. Sección de un moto.
unidad 2




     1.-Introducción a los motores térmicos



De forma general, los ciclos de los motores se
  dividen en cuatro tiempos:
El tiempo de la admisión
El tiempo de la compresión
El tiempo de expansión
El tiempo de escape
unidad 2
unidad 2



               1.-Introducción a los motores
               térmicos
Los elementos motrices:
   transforman un movimiento lineal alternativo del
   pistón en uno rotatorio en el cigüeñal
La distribución:
   Se encarga de abrir y cerrar los conductos de
   entrada de gases frescos y salida de quemados
El circuito de engrase:
   Se encarga de lubricar el motor para evitar daños y
   pérdidas energéticas por rozamientos
El circuito de refrigeración:
   Se encarga de refrigerar, enfriar, el motor para que
   no se produzcan daños por excesos de
   temperaturas.
unidad 2




2.-Elementos estructurales o fijos del motor

   Los elementos estructurales o fijos del
         motor son piezas que sirven de
      alojamientos, soporte y guiado a las
             partes motrices del motor
Los elementos fijos son:
1. El bloque motor
2. La culata
3. El cárter
4. La tapa de balancines o de culata
unidad 2




      2. Elementos estructurales o fijos delo motor motor
                       2. Elementos estructurales fijos del




2.2. Elementos estructurales o fijos y motrices.
unidad 2




     2. Elementos estructurales o fijos delo motor motor: 2.1.- Bloque motor
                      2. Elementos estructurales fijos del




2.3. Bloque motor.
unidad 2




2.1.-Bloque motor
  El bloque motor es la pieza más importante del
    motor. Va anclado a la carrocería a través de
    silentblocks que proporcionan una unión
    elástica que se encarga de absorber las
    vibraciones del motor para que no se transmitan
    a la carrocería y sus ocupantes.
  Posee unos orificios, llamados cilindros, donde
    se alojan, guían y desplazan los pistones. Los
    cilindros tienen varias utilidades:
  Recipiente para contener la mezcla aire-
    combustible que se va a quemar
  Cámara de expansión de dicha mezcla
unidad 2




2.1.-Bloque motor
  Parte superior:
   Se le practica una cara totalmente
   plana sobre la que se asienta la culata
   con interposición de la junta de
   culata, para conseguir la estanqueidad
   entre ambas piezas. La unión de estas
   dos piezas a través de tornillos de
   culata, debe ser muy resistente debido
   a que deben soportar grandes
   esfuerzos      producidos     por    la
   combustión
unidad 2




2.1.-Bloque motor
 Parte inferior:
    En la parte inferior se mecaniza la
    bancada, donde se aloja el cigüeñal con
    interposición de unos casquillos de
    fricción.
    La bancada puede ser:
        1. De sombreretes independientes
        2. De una tapa de bancada o semicárter
           (más rígida, usadas mayoritariamente
           en bloques de aluminio)
unidad 2
unidad 2



                               2. Elementos estructurales o fijos del motor




2.4. Bloque con sombreretes independientes de bancada.
unidad 2




2.1.-Bloque motor

  Características de los bloques:

  Deben        tener       las     siguientes
     características:
  1. Alta rigidez o resistencia estructural
  2. Gran resistencia al desgaste
  3. Buena capacidad de evacuación del
     calor
unidad 2




2.1.-Bloque motor

 Tipos de bloques:

 Se clasifican atendiendo a la forma de fabricar los
    cilindros:
 1. Bloques con camisas integrales: Las camisas
    se mecanizan directamente en el bloque
 2. Bloques con camisas secas: Las camisas “son
    postizas” y se meten a presión en el bloque. Las
    camisas no tienen contacto con el circuito de
    refrigeración
 3. Bloques con camisas húmedas: Las camisas
    “son postizas”, no van a presión y tienen contacto
    directo con el sistema de refrigeración
unidad 2




2.1.-Bloque motor
  Materiales:

  Suelen estar fabricados en fundición de
    hierro, también llamada fundición gris.
  Pueden también ser fabricados en
    aleación ligera de aluminio, siendo
    estos más ligeros, con mayor
    disipación    térmica     y     menos
    resistentes.
unidad 2




          2.2.-Culata

 La culata es la pieza que hace el cierre
 superior del bloque. La culata y el bloque
      van unidos por sus superficies
perfectamente planas con interposición de
una junta, llamada junta de culata, de unas
    características y tecnologías muy
especiales. Están unidos por unos pernos
roscados que aseguran una estanqueidad
           entre culata y bloque.
unidad 2




      2. Elementos estructurales o fijos delo motor motor
                       2. Elementos estructurales fijos del




2.6. Culata.
unidad 2



2.2.-Culata

  La culata es un elemento muy costoso de fabricar. En su diseño y
     fabricación hay que tener en cuenta que su interior se alojan:
  • Las cámaras donde se realiza la combustión
  • Parte de los colectores de admisión y de los colectores de
     escape               con              sus             respectivas
     válvulas, balancines, taqués, árboles de levas y demás
     elementos de la distribución
  • Conductos para el paso del líquido refrigerante y lubricante
  • Bujías de encendido o bujías de precalentamiento
  • Inyectores
  • Orificios para los tornillos de culata y diferentes espárragos
  • Varias zonas para el acoplamiento a otros elementos
     (p.ej, bomba de agua)
unidad 2



2.2.-Culata: Tipos de culatas
   Existen culatas para motores diesel y motores
     gasolina, siempre la principal diferencia
     entre ellas la forma que tiene la cámara:
   En los MEC o diesel la culata suele ser
     plana, quedando la cámara practicada en el
     pistón o en una precámara que comunica
     con el cilindro a través de un pequeño
     orificio
   En los motores de gasolina la cámara suele
     estar practicada en la culata, existiendo
     distintas formas como la bañera, la
     cuña, hemisféricas, Herón, etc…
unidad 2




2.2.-Culata: Tipos de culatas
unidad 2



2.2.-Culata: Tipos de culatas
unidad 2



2.2.-Culata: Materiales

  Los materiales utilizados son:
  • El hierro fundido
  • Las aleaciones de aluminio

    Las más usadas son las aleaciones de aluminio
    porque disipan mejor el calor

    La culata, junto con su junta, son los elementos que
    más frecuentemente provocan averías debido a los
    esfuerzos que tienen que soportar causados por las
    elevadas presiones y temperaturas que soportan
unidad 2




            2.3.- Tapa de culata o balancines:

 La tapa de culata o de balancines es la que
  se encarga de hacer el cierre estanco de la
              parte alta de la culata
Se encarga de estanqueizar el aceite y sus
  vapores, condensándolos y volviéndolos
  líquidos otra vez para que caigan por
  gravedad a través del motor. Para realizar
  este cierre estanco suele llevar una
  junta, normalmente de goma, llamada junta
  de la tapa de balancines
unidad 2




     2. Elementos estructurales o fijos delo motor motor
                      2. Elementos estructurales fijos del




2.7. Tapa de culata o balancines.
unidad 2


2.3.- Tapa de culata o balancines:
unidad 2


2.3.- Cárter:


El cárter es la tapa que cierra el bloque
   motor por su parte inferior de forma
  estanca. Tiene la misión de hacer de
    depósito de aceite, refrigerándolo
     ligeramente. Alberga el tapón de
    vaciado para realizar el cambio de
    aceite y puede alojar sensores de
    temperatura, nivel de aceite, etc…
unidad 2




      2. Elementos estructurales o fijos delo motor motor
                       2. Elementos estructurales fijos del




2.8. Cárter mixto.
unidad 2


2.3.- Cárter:

  Para hacer la estanqueidad entre el bloque y
    cárter se interpone una junta.
  El cárter se puede fabricar con distintos
    materiales, como pueden ser:
  • Chapa estampada. Se abolla al ser
    golpeada sin sufrir pérdidas de aceite
  • Aleación de aluminio. Pesa poco y refrigera
    más
  A veces se recurre a una solución intermedia,
    componiéndose el cárter de dos piezas, la
    superior de aluminio y la inferior de chapa.
unidad 2



    2.3.- Cárter:




.
unidad 2




      3. Tren alternativo
                                   3. Tren alternativo




2.9. Tren alternativo del motor.
unidad 2



           3.-Tren alternativo

Las piezas del tren alternativo son:
 Pistón
Segmentos
Bulón
Biela
Cigüeñal
Volante motor
unidad 2


3.-Tren alternativo
unidad 2



          3.-Tren alternativo
          3.1.-Pistón o embolo
 El pistón es el elemento del motor que se
       desplaza dentro del cilindro con
   movimiento lineal alternativo, sirviéndole
               el cilindro de guía
Sobre la cabeza del pistón se produce la
  combustión o fuerza de expansión de gases.
  Esta fuerza empuja el pistón hacia abajo en
  su carrera descendente y, a su vez, el pistón
  transmite el movimiento a la biela a través
  del bulón y de la biela al cigüeñal.
unidad 2




     3. Tren alternativo Tren alternativo : 3.1.- Pistón o embolo
                       3.




2.10. Movimiento visto axialmente.
3.-Tren alternativo                    unidad 2



          3.1.-Pistón o embolo:
          Características
El pistón es una pieza del motor sometida a
  condiciones como:
Presiones muy elevadas
Inercias de aceleraciones y desaceleraciones
  al pasar de los puntos muertos, lugar donde
  la velocidad es cero, al punto central de su
  carrera, lugar donde la velocidad es
  máxima, y viceversa
Variaciones de temperaturas muy bruscas
3.-Tren alternativo                        unidad 2



             3.1.-Pistón o embolo: Características

Por tanto las características deben ser:
• Diseño, materiales y fabricación específicos para
  cada tipo de motor
• Resistencia a altos esfuerzos mecánicos y a
  elevadas temperaturas
• Alta conductividad térmica y capacidad para disipar
  bien el calor hacia el circuito de refrigeración
• Estanqueizar lo mejor posible
• Tener bajo coeficiente de dilatación para tener una
  holgura lo más constante posible en el cilindro
• Alta cualidad de deslizamiento, pues sufre
  rozamientos muy importantes.
• Ser lo más ligero posible para evitar inercias
unidad 2

            3.-Tren alternativo
            3.1.-Pistón o embolo: Materiales

Los materiales más usados en la
 fabricación de los pistones son
 el aluminio y el silicio.
El proceso de fabricación puedes ser por fundición en
   coquilla o por forjado por estampación. Después se
   mecanizan y son tratados térmica o químicamente
   en su parte exterior para aumentar más aún su
   resistencia y capacidad de deslizamiento
unidad 2




      3. Tren alternativo Tren alternativo
                        3.




2.11. Pistón de motor de inyección diésel.
3.-Tren alternativo                                  unidad 2



               3.1.-Pistón o embolo: Partes de un pistón

Un pistón esta compuesto de:
Cabeza: Debe tener una conducción térmica muy alta y gran
  resistencia mecánica. En los motores diesel de inyección
  directa aloja la cámara de combustión o deflectores, que
  mejoran la homogeneización de la mezcla y la combustión
Zona de segmentos: Es la parte cajeada que aloja los
  segmentos, tres generalmente.
Zona de alojamiento del bulón: Es la zona más robusta y
  reforzada de este, pues aquí es donde se transmite el
  movimiento al pie de biela
La falda del pistón: Es la parte inferior del mismo y sirve para
  hacer el guiado del pistón y evitar que cabecee. La falda suele
  ser más larga en la zonas transversales al bulón
3.-Tren alternativo                   unidad 2



3.1.-Pistón o embolo: Partes de un pistón
3.-Tren alternativo               unidad 2



       3.2.- Segmentos


Los segmentos son aros elásticos
 abiertos, situados en cajeados del
 pistón, que hacen la estanqueidad
entre el cilindro y el pistón. Son los
 encargados de transmitir la mayor
  parte del calor de la combustión
 recibido por el pistón y cederla al
 cilindro donde lo disipa el sistema
           de refrigeración
3.-Tren alternativo                   unidad 2



             3.2.- Segmentos




La disipación del calor también se produce
  gracias al aceite que queda impregnado en
  el cilindro y que los segmentos rascan y lo
  hacen caer por el interior del pistón hacia el
  cárter. El hecho de recoger el aceite evita
  que pase a la cámara de combustión y que
  se queme, evitando así un consumo
  excesivo de aceite y logrando menor
  contaminación.
3.-Tren alternativo   unidad 2



3.2.- Segmentos
3.-Tren alternativo                                        unidad 2



                   3.2.- Segmentos: Tipos de segmentos
Lo más habitual es encontrar pistones de 3 segmentos, aunque podemos
   encontrarlos con 4 y con 2. En el caso de que haya tres, sus nombres
   son:
Segmentos de fuego:
    Va alojado en la parte superior del pistón. Es un segmento de
   compresión. Soporta la combustión directamente y es el que disipa
   más calor
Segmento intermedio o de compresión:
   Situado en la mitad, su misión es ayudar a los otros dos segmentos.
   Al de arriba reforzándolo para retener la compresión y al de abajo
   rascando el aceite que este recogerá
Segmento de engrase o rascador:
   Situado en la parte inferior, rasca la mayor parte del aceite, lo recoge
   para que no pase a la cámara de combustión y lo hace pasar, por
   unos orificios que se practican en su cajeado, a la parte interior del
   pistón para refrigerarlo. El segmento de engrase suele estar
   constituido por varias piezas, entre ellas un muelle que asegura el
   buen contacto con el cilindro
unidad 2



3. Tren alternativo
3.-Tren alternativo             unidad 2


         3.2.- Segmentos: Materiales




Los segmentos son de fundición de
  hierro aleado con otros materiales.

Los segmentos de fuego (colocados en
  la parte superior del pistón) suelen
  llevar un baño electrolítico cromado
3.-Tren alternativo        unidad 2




       3.3.- Bulón


El bulón es el eje a través del
   cual se unen el pistón y el
     pie de biela. Por él se
 transmite toda la fuerza de la
  combustión. Se trata de una
    pieza hueca sometida a
      esfuerzos de flexión
unidad 2




      3. Tren alternativo Tren alternativo
                        3.




2.13. Detalle de la robustez de un bulón.
unidad 2

3.-Tren alternativo
3.3.- Bulón
 La unión entre el bulón y el pie de biela puede
   ser:
 De bulón flotante:
       Permite cierta oscilación de la biela y hay
   que interponer entre ellos un casquillo de
   bronce y hacerle llegar lubricación
 De bulón fijo:
       Se fija el bulón al pie de biela por
   interferencia o prieto. En este caso, el bulón
   es ligeramente mayor que el del pie de
   biela, así se consigue su fijación
unidad 2

3.-Tren alternativo
3.3.- Bulón: Materiales
 El bulón se suele fabricar de acero
   aleado. Posteriormente se añade un
   tratamiento superficial de nitruración o
   cementación (endurecimiento)
3.-Tren alternativo            unidad 2




         3.4.-Bielas




La biela es la pieza que transmite la
  fuerza del pistón al cigüeñal y es
   clave en la transformación del
  movimiento lineal alternativo del
pistón en un movimiento de rotación
              del cigüeñal
unidad 2




      3. Tren alternativo Tren alternativo
                        3.




2.14. Bielas con pie trapezoidal.
3.-Tren alternativo                            unidad 2




             3.4.-Bielas: Características

1. Está constituida por un cuerpo con sección en
   forma de H o doble T
2. En su extremo superior aloja el pie de biela (orificio
   donde se introduce el bulón)
3. En el extremo inferior esta la cabeza de
   biela,     generalmente       con      una      pieza
   independiente, llamada sombrerete de biela.
4. La unión del sombrerete de biela a la biela suele
   hacerse con pernos de gran calidad
5. La cabeza de biela lleva alojados los cojinetes de
   fricción para evitar el rozamiento directo de la biela
   con el cigüeñal
3.-Tren alternativo                         unidad 2




             3.4.-Bielas: Características

6. El cuerpo de la biela va aumentando de sección
   desde la inserción del pie de biela hasta la
   inserción de la cabeza de forma progresiva
7. La biela puede llevar un orificio que comunica la
   cabeza de biela con el pie de biela para hacer
   llegar aceite a presión, procedente del
   cigüeñal, hacia el bulón flotante
8. En motores pequeños, como motocicletas, las
   bielas tienen la cabeza en una sola pieza porque el
   cigüeñal es desmontable y entre medias se coloca
   un rodamiento de agujas en vez de casquillos de
   fricción
3.-Tren alternativo            unidad 2




3.4.-Bielas: Características
3.-Tren alternativo                   unidad 2



          3.4.-Bielas: Características de las
          bielas
La biela debe ser robusta pero lo más
  ligera posible para reducir sus inercias
  y soportar los esfuerzos mecánicos a
  los que esta sometida, que son:
Esfuerzos de tracción: Al admitir la
  mezcla
Esfuerzos de compresión y flexión: Al
  transmitir la fuerza de combustión al
  hacer la compresión
unidad 2




     3. Tren alternativo Tren alternativo:
                       3.
                          3.5.- El Cigüeñal:




2.15. Cigüeñal.
3.-Tren alternativo           unidad 2




      3.5.- Cigüeñal



    El cigüeñal es una árbol
   motriz, donde se albergan
  tantos codos como cilindros
 tenga el motor, recibe la fuerza
de la combustión a través de las
 bielas y se convierte en un par
    que hace girar el cigüeñal
3.-Tren alternativo           unidad 2




          3.5.- Cigüeñal: Características



La forma del cigüeñal depende de:
1. Nº de cilindros
2. Tipo de motor
3. Orden de encendido
4. Nº de apoyos en la bancada
5. Etc…
3.-Tren alternativo                                   unidad 2




                3.5.- Cigüeñal: Características
Las principales partes son:
1. Muñequillas de bancada o puntos de giro:
    Son puntos alineados en un mismo eje sobre los que gira el
    cigüeñal apoyado en la bancada
2. Muñequillas de biela o puntos de giro de las cabezas de la
    biela:
    Suelen ir desalineadas entre sí
3. Contrapesos para equilibrar el conjunto y evitar vibraciones
4. El plato de amarre:
    En uno de sus extremos donde se amarra, el volante motor o
    de inercia
5. El chavetero:
    Al lado opuesto de la anterior, sirve para fijar el piñón de la
    distribución y la polea para los accesorios.
3.-Tren alternativo                     unidad 2




           3.5.- Cigüeñal: Características
• Cada vez que el cigüeñal recibe de la biela
la fuerza de la combustión, sufre grandes
esfuerzos de torsión y de flexión, por lo que
debe de tener una cierta flexibilidad y soportar
también vibraciones e inercias importantes
• Debido a las fricciones que soporta el
cigüeñal se encuentra engrasado a presión.
Recibe la presión de aceite primeramente por
los apoyos de la bancada y de ahí se pasa
también a presión a las muñequillas de biela a
través, de unos orificios que se realizan una
vez fabricado el cigüeñal
3.-Tren alternativo                  unidad 2




           3.5.- Cigüeñal: Materiales



   Los cigüeñales se fabrican en fundición de
hierro aleados con otros materiales. Los más
comunes son los forjados por estampación de
acero aleado. Posteriormente se les da un
tratamiento superficial que puede ser
nitruración, cementación, temple o revenido.
3. Tren alternativo:                            unidad 2




3. Tren alternativo3.6.- Casquillos de fricción o semicojinetes:


Los casquillos de fricción o semicojinetes son
    elementos que se interponen entre las
  muñequillas de bancada del cigüeñal y la
   bancada propiamente dicha y entre las
muñequillas de biela del cigüeñal y las bielas.
Su misión es reducir el coeficiente de fricción
entre las piezas y, por consiguiente, eliminar
      temperaturas elevadas y desgastes
También tenemos los denominados “casquillos axiales” que se
intercalan entre el cigüeñal y la bancada para eliminar el juego
axial de este. Algunas veces van incluidos directamente en los
                casquillos de bancada centrales
3. Tren alternativo:                            unidad 2




     3. Tren alternativo3.6.- Casquillos de fricción o semicojinetes:




2.16. Semicojinetes.
3.-Tren alternativo                      unidad 2


             3.6.-Casquillos de fricción: Características




    Las características:
•   Alta resistencia a la compresión
•   Evitar el gripaje, la fatiga y el desgaste
•   Tener una alta conductividad térmica
•   Permitir la incrustación de partículas sólidas
    del aceite sin dañar al cigüeñal
3.-Tren alternativo                       unidad 2


           3.6.-Casquillos de fricción: Materiales
   Están fabricados de un material especial
para soportar la presión. Apoyándose en el
sistema de engrase, que rellena con una fina
capa de aceite a presión la holgura entre
casquillo y muñequilla.
   Están construidos por pletina de acero
convenientemente curvada al radio
necesitado, formando un
semicírculo, recubierta interiormente, donde se
realiza la fricción, de distintas capas de
aleaciones como el estaño, cobre, plomo y
aluminio. La pletina tiene unas pestañas de
posicionado para que queden bien alojados y
no se giren
3.-Tren alternativo                           unidad 2


             3.7.- Volante motor


  El volante motor es la pieza encargada de
almacenar energía cinética de las carreras
de trabajo o motrices y cederla en las
carreras no motrices. Para ello tiene que
tener una masa importante
  En su perímetro exterior tiene alojada:
• Una corona colocada por interferencia que sirve
para que engrane el piñón del motor de arranque
• También suele llevar otra corona de dientes
almenados para el sensor de revoluciones de motor
  Sobre el volante de motor se atornilla el conjunto del
embrague.
unidad 2



                                 3. Tren alternativo




2.17. Volante motor bimasa y antivibrador.
4.- Mecanismos y circuitos auxiliares   unidad 2




  Entre los mecanismos y
circuitos auxiliares, tenemos:
• La distribución
• El circuito de engrase
• El circuito de refrigeración
4.- Mecanismos y circuitos auxiliares:   unidad 2


       4.1. Mecanismo de distribución




       El mecanismo de la
  distribución se encarga de
 abrir y cerrar las válvulas de
forma sincronizada para poder
   realizar los tiempos de un
         ciclo del motor
4.- Mecanismos y circuitos auxiliares:   unidad 2


          4.1. Mecanismo de distribución


  Este mecanismo consta de un árbol de
levas (gira a mitad de revoluciones que
el cigüeñal) accionado por el cigüeñal.
  El árbol de levas se encarga de abrir y
cerrar las válvulas de admisión y escape
de forma sincronizada, para ello utiliza
otros elementos como
taqués, varillas, balancines, ejes de
balancines, etc….
4.- Mecanismos y circuitos auxiliares:               unidad 2


               4.1. Mecanismo de distribución

    La disposición del árbol de levas puede ser en el bloque o en
la culata y el accionamiento de este puede ser desde el cigüeñal
por medio de:
• Correa de distribución:
    Es muy silenciosa (la más actualizada actualmente) requiere
mucho mantenimiento y que se encuentre perfectamente limpia y
protegida
• Cadena de distribución:
    Más ruidosa que la cadena, necesita engrase con lo que suele
ir en un cárter totalmente estanco. Tiene menos mantenimiento
que la correa y es más fiable (se esta montando actualmente en
coches de alta gama)
• Cascada de engranaje:
    Es el más fiable aunque también el más ruidoso y el que más
potencia absorbe. Requiere muy poco mantenimiento.
4. Mecanismos y circuitos auxiliares                   unidad 2



                      4.1. Mecanismo de la distribución




2.18. Accionamiento      2.19. Accionamiento por   2.20. Accionamiento por
por correa de            cadena de distribución.   cascada de engranajes.
distribución.
4.- Mecanismos y circuitos auxiliares:unidad 2


      4.1. Mecanismo de distribución: Componentes


  Los mecanismos que intervienen
en la distribución son:
• Árbol de levas
• Válvulas
• Taqués
• Varillas empujadoras
• Balancines
• Muelles de válvula
unidad 2
                                 4. Mecanismos y circuitos auxiliares:

     4. Mecanismos y 4.1. Mecanismo de distribución
                     circuitos auxiliares




2.21. Detalle de una válvula y su alojamiento.    2.22. Accionamiento de una válvula.
4.- Mecanismos y circuitos auxiliares:                    unidad 2


              4.1. Mecanismo de distribución:



    El árbol de levas tiene mecanizadas unas levas que, al
girar, abren o cierran las válvulas venciendo sus muelles, que van
sujetos mediante unos platillos y chavetas:
 El cierre de las válvulas se produce al desaparecer la leva
 La apertura de las válvulas no se hace directamente desde las
levas del árbol, sino que se suelen interponer unos taqués, y a
veces, unos balancines. Si el árbol va en el bloque, al aumentar la
distancia se interponen unas varillas ente los taqués y los
balancines
    Las válvulas se alojan a presión dentro de unas guías postizas
en la culata. A su vez, las válvulas cierran a presión los colectores
sobre unos asientos postizos de mayor dureza que el material de
la culata.
4.- Mecanismos y circuitos auxiliares:                unidad 2


               4.1. Mecanismo de distribución: Características

    Árbol de levas:
    Esta sometido a fuerzas de torsión, altas revoluciones y al
desgaste sus apoyos y del flanco de leva.
    Los apoyos van engrasados a presión.
    En uno de los extremos del árbol lleva una polea para realizar
el arrastre del cigüeñal y en el otro una polea para accionar
indirectamente la bomba de vacío, un bomba de alta presión,
etc…
    Válvulas:
    Deben tener alta resistencia mecánica y alta conductividad
térmica para evacuar el calor a la culata. Las válvulas están
sometidas a:
• Elevadas presiones de combustión
• Altas temperaturas
• Corrosión y desgaste, pues tienen mal engrase
• Deformaciones por golpeteo contante al abrir y cerrar
4.- Mecanismos y circuitos auxiliares:            unidad 2


            4.1. Mecanismo de distribución: Características

   Válvulas:
   Las válvulas están formadas por la cabeza, que
hace cierre de los conductos, y un vástago sobre el
que se guía su movimiento alternativo. En la cabeza
lleva mecanizado un asiento con un ángulo de 45º
4.- Mecanismos y circuitos auxiliares:                 unidad 2


               4.1. Mecanismo de distribución: Materiales


    Árbol de levas: Fundición de hierro o de acero forjado, seguido
de un tratamiento térmico y/o químico
    Válvulas: De acero. Las de escape llevan distintas aleaciones
porque deben ser mucho más resistentes a la temperatura y
disipar mejor el calor.
    Muelles: Acero al carbono aleados con mucho silicio para
conseguir una alta elasticidad y baja fatiga
    Guías: Fundición de hierro. Deben tener buena conductibilidad
térmica y alta resistencia al desgaste
    Asientos de válvulas: Fundición de hierro pero fuertemente
aleados para que soporten el golpeteo constante y disipen el calor
    Taqués: Fundición de hierro y llevan tratamiento de
dureza, generalmente térmico
    Balancines: De fundición o estampados en chapa de acero
4.- Mecanismos y circuitos auxiliares:   unidad 2


           4.2. Circuito de engrase


   El circuito de engrase se encarga de reducir
los rozamientos dentro del
motor, disminuyendo así los aumentos de
temperatura.
   La manera de evitar rozamientos en las
piezas móviles es interponiendo una película
de lubricante que evita el contacto físico entre
metales
   El circuito de engrase permite producir
menos calor en el motor y garantizar menores
pérdidas de energía, consiguiendo así alargar
la vida del motor.
unidad 2
                             4. Mecanismos y circuitos auxiliares

     4. Mecanismos y 4.1. Circuito de engrase: Características
                     circuitos auxiliares




2.23. Circuito de engrase.
4.- Mecanismos y circuitos auxiliares:                 unidad 2


               4.2. Circuito de engrase: Características


    El circuito de engrase consta de:
• Un depósito o cárter, generalmente en la parte baja del
motor, sirve para almacenar el aceite y como elemento disipación
de calor del mismo
• Bomba, accionada mecánicamente por el cigüeñal, se
encarga de suministrar lubricante a todo el sistema de engrase
con presión y caudal adecuados según las necesidades de uso.
Es “el corazón del sistema”. Esta sumergida en el cárter. Tiene
una válvula de sobrepresión, para evitar un aumento de la presión
del sistema y una válvula de retención o “anti-retorno”.
• Galería principal de engrase, es una canalización labrada en
el bloque que distribuye el aceite por el motor. Primeramente a los
casquillos de bancada y de ahí a los de biela; también de ella
salen unos inyectores que proyectan aceite a presión a la parte
baja de los pistones y este escurre por los cilindros
4.- Mecanismos y circuitos auxiliares:                     unidad 2


                 4.2. Circuito de engrase: Características

    El circuito de engrase consta de:
• Un depósito o cárter, generalmente en la parte baja del motor, sirve
para almacenar el aceite y como elemento disipación de calor del mismo
• Bomba, accionada mecánicamente por el cigüeñal, se encarga de
suministrar lubricante a todo el sistema de engrase con presión y caudal
adecuados según las necesidades de uso. Es “el corazón del sistema”.
Esta sumergida en el cárter. Tiene una válvula de sobrepresión, para
evitar un aumento de la presión del sistema y una válvula de retención o
“anti-retorno”.
• Galería principal de engrase, es una canalización labrada en el
bloque que distribuye el aceite por el motor. Primeramente a los
casquillos de bancada y de ahí a los de biela; también de ella salen unos
inyectores que proyectan aceite a presión a la parte baja de los pistones
y este escurre por los cilindros De esta tubería sube una canalización
hacia los apoyos del árbol de levas, el eje de balancines y los taqués
hidráulicos. Todo el aceite retorna al cárter
• Filtro, generalmente es un cartucho de papel. Tiene un by-pass de
sobrepresión para evitar, si se presenta un obstrucción por estar este
muy sucio.
4.- Mecanismos y circuitos auxiliares:             unidad 2


              4.2. Circuito de refrigeración

    Las combustiones que se producen en los cilindros para
el funcionamiento del motor, hacen que se pueda alcanzar
unos 2.000ºC.
    Parte de este calor se transforma en trabajo en el tiempo
de expansión. El calor restante tiene que ser disipado a
través del escape y del circuito de refrigeración.
    Si un motor no tuviera sistema de refrigeración podría
ocurrir:
• Que los materiales tuvieran muchas dilataciones
• Que se produjeran fricciones elevadas
• Que hubiera deformaciones e incluso fusiones de
materiales
    El circuito de refrigeración consigue que el motor trabaje
a la temperatura óptima de funcionamiento, entre 90 y
100ºC
4.- Mecanismos y circuitos auxiliares:         unidad 2


             4.2. Circuito de refrigeración

   Existen dos tipos de refrigeración:
• Refrigeración por aire:
   El calor se disipa a través de unas aletas. El motor
es más difícil de mantener a una temperatura estable y
suelen trabajar a mayor temperatura, a unos 120ºC.
Se usa en motores de dos tiempos y motores
pequeños, aunque también podemos ver en algunos
motores industriales
• Refrigeración por liquido:
   La disipación del calor del motor se hace primero a
un liquido refrigerante y de este a la atmósfera a través
de un radiador, que también tiene muchas aletas para
aumentar la superficie de contacto. Mantiene
fácilmente una temperatura estable entre 90 y 100ºC
4.- Mecanismos y circuitos auxiliares:   unidad 2


4.2. Circuito de refrigeración




Bloque motor, refrigerado por aire
unidad 2
                                   4. Mecanismos y circuitos auxiliares:
                                   4.3. Circuitos de refrigeración: Refrigeración por líquido




2.24. Circuito de refrigeración.
4.- Mecanismos y circuitos auxiliares:               unidad 2


              4.2. Circuito de refrigeración: Refrigeración por líquido



    Un circuito de refrigeración por líquido consta de:
• Radiador, refrigera con el aire ambiente el refrigerante o
líquido que previamente ha absorbido el calor del motor
• Termostato, no permite que el refrigerante circule por el
radiador cuando el motor esta frío. Cuando este esta caliente si
permite la circulación de líquido refrigerante
• Bomba, de accionamiento mecánico, generalmente por
correa, que en todo momento impulsa el refrigerante por el
circuito
• Ventilador, controlado por un termocontacto, fuerza la
disipación del calor a la atmósfera si fuera necesario
• Radiador de la calefacción, para intercambiar calor,
calentarlo, con el interior del habitáculo

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U.d. 2 elementos constructivos del motor

  • 1. unidad 2 2 unidad Elementos constructivos del motor térmico
  • 2. unidad 2 SUMARIO • Elementos estructurales y fijos • Tren alternativo • Mecanismos y circuitos auxiliares 2
  • 3. unidad 2 OBJETIVOS • Conocer las distintas partes que constituyen el motor • Comprender los distintos esfuerzos a los que están sometidas las partes del motor • Saber la misión de cada elemento constructivo • Distinguir entre elementos fijos, el tren alternativo y los mecanismos y circuitos auxiliares del motor • Concebir una idea general del motor térmico alternativo 3
  • 4. unidad 2 SELECCIONA EL EPÍGRAFE 1 > Introducción a los motores térmicos 2 > Elementos estructurales o fijos del motor 3 > Tren alternativo 4 > Mecanismos y circuitos auxiliares
  • 5. unidad 2 1.-Introducción a los motores térmicos La clasificación de los elementos constructivos del motor es la siguiente: Elementos estructurales o fijos: » Bloque motor » Culata » Tapa de balancines » Cárter Elementos motrices » Pistones » Segmentos » Bulones » Bielas » Cigüeñal » Casquillos de bancada » Casquillos de biela Mecanismos o circuitos auxiliares » Distribución » Circuito de engrase » Circuito de refrigeración
  • 6. unidad 2 1. Introducción a los motoresatérmicos térmicos 1. Introducción los motores 2.1. Sección de un moto.
  • 7. unidad 2 1.-Introducción a los motores térmicos De forma general, los ciclos de los motores se dividen en cuatro tiempos: El tiempo de la admisión El tiempo de la compresión El tiempo de expansión El tiempo de escape
  • 9. unidad 2 1.-Introducción a los motores térmicos Los elementos motrices: transforman un movimiento lineal alternativo del pistón en uno rotatorio en el cigüeñal La distribución: Se encarga de abrir y cerrar los conductos de entrada de gases frescos y salida de quemados El circuito de engrase: Se encarga de lubricar el motor para evitar daños y pérdidas energéticas por rozamientos El circuito de refrigeración: Se encarga de refrigerar, enfriar, el motor para que no se produzcan daños por excesos de temperaturas.
  • 10. unidad 2 2.-Elementos estructurales o fijos del motor Los elementos estructurales o fijos del motor son piezas que sirven de alojamientos, soporte y guiado a las partes motrices del motor Los elementos fijos son: 1. El bloque motor 2. La culata 3. El cárter 4. La tapa de balancines o de culata
  • 11. unidad 2 2. Elementos estructurales o fijos delo motor motor 2. Elementos estructurales fijos del 2.2. Elementos estructurales o fijos y motrices.
  • 12. unidad 2 2. Elementos estructurales o fijos delo motor motor: 2.1.- Bloque motor 2. Elementos estructurales fijos del 2.3. Bloque motor.
  • 13. unidad 2 2.1.-Bloque motor El bloque motor es la pieza más importante del motor. Va anclado a la carrocería a través de silentblocks que proporcionan una unión elástica que se encarga de absorber las vibraciones del motor para que no se transmitan a la carrocería y sus ocupantes. Posee unos orificios, llamados cilindros, donde se alojan, guían y desplazan los pistones. Los cilindros tienen varias utilidades: Recipiente para contener la mezcla aire- combustible que se va a quemar Cámara de expansión de dicha mezcla
  • 14. unidad 2 2.1.-Bloque motor Parte superior: Se le practica una cara totalmente plana sobre la que se asienta la culata con interposición de la junta de culata, para conseguir la estanqueidad entre ambas piezas. La unión de estas dos piezas a través de tornillos de culata, debe ser muy resistente debido a que deben soportar grandes esfuerzos producidos por la combustión
  • 15. unidad 2 2.1.-Bloque motor Parte inferior: En la parte inferior se mecaniza la bancada, donde se aloja el cigüeñal con interposición de unos casquillos de fricción. La bancada puede ser: 1. De sombreretes independientes 2. De una tapa de bancada o semicárter (más rígida, usadas mayoritariamente en bloques de aluminio)
  • 17. unidad 2 2. Elementos estructurales o fijos del motor 2.4. Bloque con sombreretes independientes de bancada.
  • 18. unidad 2 2.1.-Bloque motor Características de los bloques: Deben tener las siguientes características: 1. Alta rigidez o resistencia estructural 2. Gran resistencia al desgaste 3. Buena capacidad de evacuación del calor
  • 19. unidad 2 2.1.-Bloque motor Tipos de bloques: Se clasifican atendiendo a la forma de fabricar los cilindros: 1. Bloques con camisas integrales: Las camisas se mecanizan directamente en el bloque 2. Bloques con camisas secas: Las camisas “son postizas” y se meten a presión en el bloque. Las camisas no tienen contacto con el circuito de refrigeración 3. Bloques con camisas húmedas: Las camisas “son postizas”, no van a presión y tienen contacto directo con el sistema de refrigeración
  • 20. unidad 2 2.1.-Bloque motor Materiales: Suelen estar fabricados en fundición de hierro, también llamada fundición gris. Pueden también ser fabricados en aleación ligera de aluminio, siendo estos más ligeros, con mayor disipación térmica y menos resistentes.
  • 21. unidad 2 2.2.-Culata La culata es la pieza que hace el cierre superior del bloque. La culata y el bloque van unidos por sus superficies perfectamente planas con interposición de una junta, llamada junta de culata, de unas características y tecnologías muy especiales. Están unidos por unos pernos roscados que aseguran una estanqueidad entre culata y bloque.
  • 22. unidad 2 2. Elementos estructurales o fijos delo motor motor 2. Elementos estructurales fijos del 2.6. Culata.
  • 23. unidad 2 2.2.-Culata La culata es un elemento muy costoso de fabricar. En su diseño y fabricación hay que tener en cuenta que su interior se alojan: • Las cámaras donde se realiza la combustión • Parte de los colectores de admisión y de los colectores de escape con sus respectivas válvulas, balancines, taqués, árboles de levas y demás elementos de la distribución • Conductos para el paso del líquido refrigerante y lubricante • Bujías de encendido o bujías de precalentamiento • Inyectores • Orificios para los tornillos de culata y diferentes espárragos • Varias zonas para el acoplamiento a otros elementos (p.ej, bomba de agua)
  • 24. unidad 2 2.2.-Culata: Tipos de culatas Existen culatas para motores diesel y motores gasolina, siempre la principal diferencia entre ellas la forma que tiene la cámara: En los MEC o diesel la culata suele ser plana, quedando la cámara practicada en el pistón o en una precámara que comunica con el cilindro a través de un pequeño orificio En los motores de gasolina la cámara suele estar practicada en la culata, existiendo distintas formas como la bañera, la cuña, hemisféricas, Herón, etc…
  • 27. unidad 2 2.2.-Culata: Materiales Los materiales utilizados son: • El hierro fundido • Las aleaciones de aluminio Las más usadas son las aleaciones de aluminio porque disipan mejor el calor La culata, junto con su junta, son los elementos que más frecuentemente provocan averías debido a los esfuerzos que tienen que soportar causados por las elevadas presiones y temperaturas que soportan
  • 28. unidad 2 2.3.- Tapa de culata o balancines: La tapa de culata o de balancines es la que se encarga de hacer el cierre estanco de la parte alta de la culata Se encarga de estanqueizar el aceite y sus vapores, condensándolos y volviéndolos líquidos otra vez para que caigan por gravedad a través del motor. Para realizar este cierre estanco suele llevar una junta, normalmente de goma, llamada junta de la tapa de balancines
  • 29. unidad 2 2. Elementos estructurales o fijos delo motor motor 2. Elementos estructurales fijos del 2.7. Tapa de culata o balancines.
  • 30. unidad 2 2.3.- Tapa de culata o balancines:
  • 31. unidad 2 2.3.- Cárter: El cárter es la tapa que cierra el bloque motor por su parte inferior de forma estanca. Tiene la misión de hacer de depósito de aceite, refrigerándolo ligeramente. Alberga el tapón de vaciado para realizar el cambio de aceite y puede alojar sensores de temperatura, nivel de aceite, etc…
  • 32. unidad 2 2. Elementos estructurales o fijos delo motor motor 2. Elementos estructurales fijos del 2.8. Cárter mixto.
  • 33. unidad 2 2.3.- Cárter: Para hacer la estanqueidad entre el bloque y cárter se interpone una junta. El cárter se puede fabricar con distintos materiales, como pueden ser: • Chapa estampada. Se abolla al ser golpeada sin sufrir pérdidas de aceite • Aleación de aluminio. Pesa poco y refrigera más A veces se recurre a una solución intermedia, componiéndose el cárter de dos piezas, la superior de aluminio y la inferior de chapa.
  • 34. unidad 2 2.3.- Cárter: .
  • 35. unidad 2 3. Tren alternativo 3. Tren alternativo 2.9. Tren alternativo del motor.
  • 36. unidad 2 3.-Tren alternativo Las piezas del tren alternativo son:  Pistón Segmentos Bulón Biela Cigüeñal Volante motor
  • 38. unidad 2 3.-Tren alternativo 3.1.-Pistón o embolo El pistón es el elemento del motor que se desplaza dentro del cilindro con movimiento lineal alternativo, sirviéndole el cilindro de guía Sobre la cabeza del pistón se produce la combustión o fuerza de expansión de gases. Esta fuerza empuja el pistón hacia abajo en su carrera descendente y, a su vez, el pistón transmite el movimiento a la biela a través del bulón y de la biela al cigüeñal.
  • 39. unidad 2 3. Tren alternativo Tren alternativo : 3.1.- Pistón o embolo 3. 2.10. Movimiento visto axialmente.
  • 40. 3.-Tren alternativo unidad 2 3.1.-Pistón o embolo: Características El pistón es una pieza del motor sometida a condiciones como: Presiones muy elevadas Inercias de aceleraciones y desaceleraciones al pasar de los puntos muertos, lugar donde la velocidad es cero, al punto central de su carrera, lugar donde la velocidad es máxima, y viceversa Variaciones de temperaturas muy bruscas
  • 41. 3.-Tren alternativo unidad 2 3.1.-Pistón o embolo: Características Por tanto las características deben ser: • Diseño, materiales y fabricación específicos para cada tipo de motor • Resistencia a altos esfuerzos mecánicos y a elevadas temperaturas • Alta conductividad térmica y capacidad para disipar bien el calor hacia el circuito de refrigeración • Estanqueizar lo mejor posible • Tener bajo coeficiente de dilatación para tener una holgura lo más constante posible en el cilindro • Alta cualidad de deslizamiento, pues sufre rozamientos muy importantes. • Ser lo más ligero posible para evitar inercias
  • 42. unidad 2 3.-Tren alternativo 3.1.-Pistón o embolo: Materiales Los materiales más usados en la fabricación de los pistones son el aluminio y el silicio. El proceso de fabricación puedes ser por fundición en coquilla o por forjado por estampación. Después se mecanizan y son tratados térmica o químicamente en su parte exterior para aumentar más aún su resistencia y capacidad de deslizamiento
  • 43. unidad 2 3. Tren alternativo Tren alternativo 3. 2.11. Pistón de motor de inyección diésel.
  • 44. 3.-Tren alternativo unidad 2 3.1.-Pistón o embolo: Partes de un pistón Un pistón esta compuesto de: Cabeza: Debe tener una conducción térmica muy alta y gran resistencia mecánica. En los motores diesel de inyección directa aloja la cámara de combustión o deflectores, que mejoran la homogeneización de la mezcla y la combustión Zona de segmentos: Es la parte cajeada que aloja los segmentos, tres generalmente. Zona de alojamiento del bulón: Es la zona más robusta y reforzada de este, pues aquí es donde se transmite el movimiento al pie de biela La falda del pistón: Es la parte inferior del mismo y sirve para hacer el guiado del pistón y evitar que cabecee. La falda suele ser más larga en la zonas transversales al bulón
  • 45. 3.-Tren alternativo unidad 2 3.1.-Pistón o embolo: Partes de un pistón
  • 46. 3.-Tren alternativo unidad 2 3.2.- Segmentos Los segmentos son aros elásticos abiertos, situados en cajeados del pistón, que hacen la estanqueidad entre el cilindro y el pistón. Son los encargados de transmitir la mayor parte del calor de la combustión recibido por el pistón y cederla al cilindro donde lo disipa el sistema de refrigeración
  • 47. 3.-Tren alternativo unidad 2 3.2.- Segmentos La disipación del calor también se produce gracias al aceite que queda impregnado en el cilindro y que los segmentos rascan y lo hacen caer por el interior del pistón hacia el cárter. El hecho de recoger el aceite evita que pase a la cámara de combustión y que se queme, evitando así un consumo excesivo de aceite y logrando menor contaminación.
  • 48. 3.-Tren alternativo unidad 2 3.2.- Segmentos
  • 49. 3.-Tren alternativo unidad 2 3.2.- Segmentos: Tipos de segmentos Lo más habitual es encontrar pistones de 3 segmentos, aunque podemos encontrarlos con 4 y con 2. En el caso de que haya tres, sus nombres son: Segmentos de fuego: Va alojado en la parte superior del pistón. Es un segmento de compresión. Soporta la combustión directamente y es el que disipa más calor Segmento intermedio o de compresión: Situado en la mitad, su misión es ayudar a los otros dos segmentos. Al de arriba reforzándolo para retener la compresión y al de abajo rascando el aceite que este recogerá Segmento de engrase o rascador: Situado en la parte inferior, rasca la mayor parte del aceite, lo recoge para que no pase a la cámara de combustión y lo hace pasar, por unos orificios que se practican en su cajeado, a la parte interior del pistón para refrigerarlo. El segmento de engrase suele estar constituido por varias piezas, entre ellas un muelle que asegura el buen contacto con el cilindro
  • 50. unidad 2 3. Tren alternativo
  • 51. 3.-Tren alternativo unidad 2 3.2.- Segmentos: Materiales Los segmentos son de fundición de hierro aleado con otros materiales. Los segmentos de fuego (colocados en la parte superior del pistón) suelen llevar un baño electrolítico cromado
  • 52. 3.-Tren alternativo unidad 2 3.3.- Bulón El bulón es el eje a través del cual se unen el pistón y el pie de biela. Por él se transmite toda la fuerza de la combustión. Se trata de una pieza hueca sometida a esfuerzos de flexión
  • 53. unidad 2 3. Tren alternativo Tren alternativo 3. 2.13. Detalle de la robustez de un bulón.
  • 54. unidad 2 3.-Tren alternativo 3.3.- Bulón La unión entre el bulón y el pie de biela puede ser: De bulón flotante: Permite cierta oscilación de la biela y hay que interponer entre ellos un casquillo de bronce y hacerle llegar lubricación De bulón fijo: Se fija el bulón al pie de biela por interferencia o prieto. En este caso, el bulón es ligeramente mayor que el del pie de biela, así se consigue su fijación
  • 55. unidad 2 3.-Tren alternativo 3.3.- Bulón: Materiales El bulón se suele fabricar de acero aleado. Posteriormente se añade un tratamiento superficial de nitruración o cementación (endurecimiento)
  • 56. 3.-Tren alternativo unidad 2 3.4.-Bielas La biela es la pieza que transmite la fuerza del pistón al cigüeñal y es clave en la transformación del movimiento lineal alternativo del pistón en un movimiento de rotación del cigüeñal
  • 57. unidad 2 3. Tren alternativo Tren alternativo 3. 2.14. Bielas con pie trapezoidal.
  • 58. 3.-Tren alternativo unidad 2 3.4.-Bielas: Características 1. Está constituida por un cuerpo con sección en forma de H o doble T 2. En su extremo superior aloja el pie de biela (orificio donde se introduce el bulón) 3. En el extremo inferior esta la cabeza de biela, generalmente con una pieza independiente, llamada sombrerete de biela. 4. La unión del sombrerete de biela a la biela suele hacerse con pernos de gran calidad 5. La cabeza de biela lleva alojados los cojinetes de fricción para evitar el rozamiento directo de la biela con el cigüeñal
  • 59. 3.-Tren alternativo unidad 2 3.4.-Bielas: Características 6. El cuerpo de la biela va aumentando de sección desde la inserción del pie de biela hasta la inserción de la cabeza de forma progresiva 7. La biela puede llevar un orificio que comunica la cabeza de biela con el pie de biela para hacer llegar aceite a presión, procedente del cigüeñal, hacia el bulón flotante 8. En motores pequeños, como motocicletas, las bielas tienen la cabeza en una sola pieza porque el cigüeñal es desmontable y entre medias se coloca un rodamiento de agujas en vez de casquillos de fricción
  • 60. 3.-Tren alternativo unidad 2 3.4.-Bielas: Características
  • 61. 3.-Tren alternativo unidad 2 3.4.-Bielas: Características de las bielas La biela debe ser robusta pero lo más ligera posible para reducir sus inercias y soportar los esfuerzos mecánicos a los que esta sometida, que son: Esfuerzos de tracción: Al admitir la mezcla Esfuerzos de compresión y flexión: Al transmitir la fuerza de combustión al hacer la compresión
  • 62. unidad 2 3. Tren alternativo Tren alternativo: 3. 3.5.- El Cigüeñal: 2.15. Cigüeñal.
  • 63. 3.-Tren alternativo unidad 2 3.5.- Cigüeñal El cigüeñal es una árbol motriz, donde se albergan tantos codos como cilindros tenga el motor, recibe la fuerza de la combustión a través de las bielas y se convierte en un par que hace girar el cigüeñal
  • 64. 3.-Tren alternativo unidad 2 3.5.- Cigüeñal: Características La forma del cigüeñal depende de: 1. Nº de cilindros 2. Tipo de motor 3. Orden de encendido 4. Nº de apoyos en la bancada 5. Etc…
  • 65. 3.-Tren alternativo unidad 2 3.5.- Cigüeñal: Características Las principales partes son: 1. Muñequillas de bancada o puntos de giro: Son puntos alineados en un mismo eje sobre los que gira el cigüeñal apoyado en la bancada 2. Muñequillas de biela o puntos de giro de las cabezas de la biela: Suelen ir desalineadas entre sí 3. Contrapesos para equilibrar el conjunto y evitar vibraciones 4. El plato de amarre: En uno de sus extremos donde se amarra, el volante motor o de inercia 5. El chavetero: Al lado opuesto de la anterior, sirve para fijar el piñón de la distribución y la polea para los accesorios.
  • 66. 3.-Tren alternativo unidad 2 3.5.- Cigüeñal: Características • Cada vez que el cigüeñal recibe de la biela la fuerza de la combustión, sufre grandes esfuerzos de torsión y de flexión, por lo que debe de tener una cierta flexibilidad y soportar también vibraciones e inercias importantes • Debido a las fricciones que soporta el cigüeñal se encuentra engrasado a presión. Recibe la presión de aceite primeramente por los apoyos de la bancada y de ahí se pasa también a presión a las muñequillas de biela a través, de unos orificios que se realizan una vez fabricado el cigüeñal
  • 67. 3.-Tren alternativo unidad 2 3.5.- Cigüeñal: Materiales Los cigüeñales se fabrican en fundición de hierro aleados con otros materiales. Los más comunes son los forjados por estampación de acero aleado. Posteriormente se les da un tratamiento superficial que puede ser nitruración, cementación, temple o revenido.
  • 68. 3. Tren alternativo: unidad 2 3. Tren alternativo3.6.- Casquillos de fricción o semicojinetes: Los casquillos de fricción o semicojinetes son elementos que se interponen entre las muñequillas de bancada del cigüeñal y la bancada propiamente dicha y entre las muñequillas de biela del cigüeñal y las bielas. Su misión es reducir el coeficiente de fricción entre las piezas y, por consiguiente, eliminar temperaturas elevadas y desgastes También tenemos los denominados “casquillos axiales” que se intercalan entre el cigüeñal y la bancada para eliminar el juego axial de este. Algunas veces van incluidos directamente en los casquillos de bancada centrales
  • 69. 3. Tren alternativo: unidad 2 3. Tren alternativo3.6.- Casquillos de fricción o semicojinetes: 2.16. Semicojinetes.
  • 70. 3.-Tren alternativo unidad 2 3.6.-Casquillos de fricción: Características Las características: • Alta resistencia a la compresión • Evitar el gripaje, la fatiga y el desgaste • Tener una alta conductividad térmica • Permitir la incrustación de partículas sólidas del aceite sin dañar al cigüeñal
  • 71. 3.-Tren alternativo unidad 2 3.6.-Casquillos de fricción: Materiales Están fabricados de un material especial para soportar la presión. Apoyándose en el sistema de engrase, que rellena con una fina capa de aceite a presión la holgura entre casquillo y muñequilla. Están construidos por pletina de acero convenientemente curvada al radio necesitado, formando un semicírculo, recubierta interiormente, donde se realiza la fricción, de distintas capas de aleaciones como el estaño, cobre, plomo y aluminio. La pletina tiene unas pestañas de posicionado para que queden bien alojados y no se giren
  • 72. 3.-Tren alternativo unidad 2 3.7.- Volante motor El volante motor es la pieza encargada de almacenar energía cinética de las carreras de trabajo o motrices y cederla en las carreras no motrices. Para ello tiene que tener una masa importante En su perímetro exterior tiene alojada: • Una corona colocada por interferencia que sirve para que engrane el piñón del motor de arranque • También suele llevar otra corona de dientes almenados para el sensor de revoluciones de motor Sobre el volante de motor se atornilla el conjunto del embrague.
  • 73. unidad 2 3. Tren alternativo 2.17. Volante motor bimasa y antivibrador.
  • 74. 4.- Mecanismos y circuitos auxiliares unidad 2 Entre los mecanismos y circuitos auxiliares, tenemos: • La distribución • El circuito de engrase • El circuito de refrigeración
  • 75. 4.- Mecanismos y circuitos auxiliares: unidad 2 4.1. Mecanismo de distribución El mecanismo de la distribución se encarga de abrir y cerrar las válvulas de forma sincronizada para poder realizar los tiempos de un ciclo del motor
  • 76. 4.- Mecanismos y circuitos auxiliares: unidad 2 4.1. Mecanismo de distribución Este mecanismo consta de un árbol de levas (gira a mitad de revoluciones que el cigüeñal) accionado por el cigüeñal. El árbol de levas se encarga de abrir y cerrar las válvulas de admisión y escape de forma sincronizada, para ello utiliza otros elementos como taqués, varillas, balancines, ejes de balancines, etc….
  • 77. 4.- Mecanismos y circuitos auxiliares: unidad 2 4.1. Mecanismo de distribución La disposición del árbol de levas puede ser en el bloque o en la culata y el accionamiento de este puede ser desde el cigüeñal por medio de: • Correa de distribución: Es muy silenciosa (la más actualizada actualmente) requiere mucho mantenimiento y que se encuentre perfectamente limpia y protegida • Cadena de distribución: Más ruidosa que la cadena, necesita engrase con lo que suele ir en un cárter totalmente estanco. Tiene menos mantenimiento que la correa y es más fiable (se esta montando actualmente en coches de alta gama) • Cascada de engranaje: Es el más fiable aunque también el más ruidoso y el que más potencia absorbe. Requiere muy poco mantenimiento.
  • 78. 4. Mecanismos y circuitos auxiliares unidad 2 4.1. Mecanismo de la distribución 2.18. Accionamiento 2.19. Accionamiento por 2.20. Accionamiento por por correa de cadena de distribución. cascada de engranajes. distribución.
  • 79. 4.- Mecanismos y circuitos auxiliares:unidad 2 4.1. Mecanismo de distribución: Componentes Los mecanismos que intervienen en la distribución son: • Árbol de levas • Válvulas • Taqués • Varillas empujadoras • Balancines • Muelles de válvula
  • 80. unidad 2 4. Mecanismos y circuitos auxiliares: 4. Mecanismos y 4.1. Mecanismo de distribución circuitos auxiliares 2.21. Detalle de una válvula y su alojamiento. 2.22. Accionamiento de una válvula.
  • 81. 4.- Mecanismos y circuitos auxiliares: unidad 2 4.1. Mecanismo de distribución: El árbol de levas tiene mecanizadas unas levas que, al girar, abren o cierran las válvulas venciendo sus muelles, que van sujetos mediante unos platillos y chavetas:  El cierre de las válvulas se produce al desaparecer la leva  La apertura de las válvulas no se hace directamente desde las levas del árbol, sino que se suelen interponer unos taqués, y a veces, unos balancines. Si el árbol va en el bloque, al aumentar la distancia se interponen unas varillas ente los taqués y los balancines Las válvulas se alojan a presión dentro de unas guías postizas en la culata. A su vez, las válvulas cierran a presión los colectores sobre unos asientos postizos de mayor dureza que el material de la culata.
  • 82. 4.- Mecanismos y circuitos auxiliares: unidad 2 4.1. Mecanismo de distribución: Características Árbol de levas: Esta sometido a fuerzas de torsión, altas revoluciones y al desgaste sus apoyos y del flanco de leva. Los apoyos van engrasados a presión. En uno de los extremos del árbol lleva una polea para realizar el arrastre del cigüeñal y en el otro una polea para accionar indirectamente la bomba de vacío, un bomba de alta presión, etc… Válvulas: Deben tener alta resistencia mecánica y alta conductividad térmica para evacuar el calor a la culata. Las válvulas están sometidas a: • Elevadas presiones de combustión • Altas temperaturas • Corrosión y desgaste, pues tienen mal engrase • Deformaciones por golpeteo contante al abrir y cerrar
  • 83. 4.- Mecanismos y circuitos auxiliares: unidad 2 4.1. Mecanismo de distribución: Características Válvulas: Las válvulas están formadas por la cabeza, que hace cierre de los conductos, y un vástago sobre el que se guía su movimiento alternativo. En la cabeza lleva mecanizado un asiento con un ángulo de 45º
  • 84. 4.- Mecanismos y circuitos auxiliares: unidad 2 4.1. Mecanismo de distribución: Materiales Árbol de levas: Fundición de hierro o de acero forjado, seguido de un tratamiento térmico y/o químico Válvulas: De acero. Las de escape llevan distintas aleaciones porque deben ser mucho más resistentes a la temperatura y disipar mejor el calor. Muelles: Acero al carbono aleados con mucho silicio para conseguir una alta elasticidad y baja fatiga Guías: Fundición de hierro. Deben tener buena conductibilidad térmica y alta resistencia al desgaste Asientos de válvulas: Fundición de hierro pero fuertemente aleados para que soporten el golpeteo constante y disipen el calor Taqués: Fundición de hierro y llevan tratamiento de dureza, generalmente térmico Balancines: De fundición o estampados en chapa de acero
  • 85. 4.- Mecanismos y circuitos auxiliares: unidad 2 4.2. Circuito de engrase El circuito de engrase se encarga de reducir los rozamientos dentro del motor, disminuyendo así los aumentos de temperatura. La manera de evitar rozamientos en las piezas móviles es interponiendo una película de lubricante que evita el contacto físico entre metales El circuito de engrase permite producir menos calor en el motor y garantizar menores pérdidas de energía, consiguiendo así alargar la vida del motor.
  • 86. unidad 2 4. Mecanismos y circuitos auxiliares 4. Mecanismos y 4.1. Circuito de engrase: Características circuitos auxiliares 2.23. Circuito de engrase.
  • 87. 4.- Mecanismos y circuitos auxiliares: unidad 2 4.2. Circuito de engrase: Características El circuito de engrase consta de: • Un depósito o cárter, generalmente en la parte baja del motor, sirve para almacenar el aceite y como elemento disipación de calor del mismo • Bomba, accionada mecánicamente por el cigüeñal, se encarga de suministrar lubricante a todo el sistema de engrase con presión y caudal adecuados según las necesidades de uso. Es “el corazón del sistema”. Esta sumergida en el cárter. Tiene una válvula de sobrepresión, para evitar un aumento de la presión del sistema y una válvula de retención o “anti-retorno”. • Galería principal de engrase, es una canalización labrada en el bloque que distribuye el aceite por el motor. Primeramente a los casquillos de bancada y de ahí a los de biela; también de ella salen unos inyectores que proyectan aceite a presión a la parte baja de los pistones y este escurre por los cilindros
  • 88. 4.- Mecanismos y circuitos auxiliares: unidad 2 4.2. Circuito de engrase: Características El circuito de engrase consta de: • Un depósito o cárter, generalmente en la parte baja del motor, sirve para almacenar el aceite y como elemento disipación de calor del mismo • Bomba, accionada mecánicamente por el cigüeñal, se encarga de suministrar lubricante a todo el sistema de engrase con presión y caudal adecuados según las necesidades de uso. Es “el corazón del sistema”. Esta sumergida en el cárter. Tiene una válvula de sobrepresión, para evitar un aumento de la presión del sistema y una válvula de retención o “anti-retorno”. • Galería principal de engrase, es una canalización labrada en el bloque que distribuye el aceite por el motor. Primeramente a los casquillos de bancada y de ahí a los de biela; también de ella salen unos inyectores que proyectan aceite a presión a la parte baja de los pistones y este escurre por los cilindros De esta tubería sube una canalización hacia los apoyos del árbol de levas, el eje de balancines y los taqués hidráulicos. Todo el aceite retorna al cárter • Filtro, generalmente es un cartucho de papel. Tiene un by-pass de sobrepresión para evitar, si se presenta un obstrucción por estar este muy sucio.
  • 89. 4.- Mecanismos y circuitos auxiliares: unidad 2 4.2. Circuito de refrigeración Las combustiones que se producen en los cilindros para el funcionamiento del motor, hacen que se pueda alcanzar unos 2.000ºC. Parte de este calor se transforma en trabajo en el tiempo de expansión. El calor restante tiene que ser disipado a través del escape y del circuito de refrigeración. Si un motor no tuviera sistema de refrigeración podría ocurrir: • Que los materiales tuvieran muchas dilataciones • Que se produjeran fricciones elevadas • Que hubiera deformaciones e incluso fusiones de materiales El circuito de refrigeración consigue que el motor trabaje a la temperatura óptima de funcionamiento, entre 90 y 100ºC
  • 90. 4.- Mecanismos y circuitos auxiliares: unidad 2 4.2. Circuito de refrigeración Existen dos tipos de refrigeración: • Refrigeración por aire: El calor se disipa a través de unas aletas. El motor es más difícil de mantener a una temperatura estable y suelen trabajar a mayor temperatura, a unos 120ºC. Se usa en motores de dos tiempos y motores pequeños, aunque también podemos ver en algunos motores industriales • Refrigeración por liquido: La disipación del calor del motor se hace primero a un liquido refrigerante y de este a la atmósfera a través de un radiador, que también tiene muchas aletas para aumentar la superficie de contacto. Mantiene fácilmente una temperatura estable entre 90 y 100ºC
  • 91. 4.- Mecanismos y circuitos auxiliares: unidad 2 4.2. Circuito de refrigeración Bloque motor, refrigerado por aire
  • 92. unidad 2 4. Mecanismos y circuitos auxiliares: 4.3. Circuitos de refrigeración: Refrigeración por líquido 2.24. Circuito de refrigeración.
  • 93. 4.- Mecanismos y circuitos auxiliares: unidad 2 4.2. Circuito de refrigeración: Refrigeración por líquido Un circuito de refrigeración por líquido consta de: • Radiador, refrigera con el aire ambiente el refrigerante o líquido que previamente ha absorbido el calor del motor • Termostato, no permite que el refrigerante circule por el radiador cuando el motor esta frío. Cuando este esta caliente si permite la circulación de líquido refrigerante • Bomba, de accionamiento mecánico, generalmente por correa, que en todo momento impulsa el refrigerante por el circuito • Ventilador, controlado por un termocontacto, fuerza la disipación del calor a la atmósfera si fuera necesario • Radiador de la calefacción, para intercambiar calor, calentarlo, con el interior del habitáculo