Fundamentos+Globales_Funcionamiento+de+Motor

7/26/2019 Fundamentos+Globales_Funcionamiento+de+Motor

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Informacin para el Estudiante

FOM-13195

Capacitacin en Servicio Tcnico

Fundamentos GlobalesPlan de Estudios TF1010009S

Funcionamiento del motor

JorgeG .GomezG ranadosDig ita llys ign edb yJ org eG .Go me zG ran ado sDN :c n=J org eG .G ome zG rana do s,c =MXDa te: 200 4.0 1.2 312 :15 :19 -06 '00 '

Sig na tureNo tVe rified


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Copyright 2001 Ford Motor Company


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Introduccin Prefacio

Capacitacin en Servicio 1

Resumen de la capacitacin en fundamentos globales

El objetivo de la Capacitacin en Fundamentos Globales es proporcionar a los estudiantes una base de

conocimientos comunes de la teora y el funcionamiento de los sistemas y componentes automotrices. El

Plan de Estudios de Capacitacin en Fundamentos Globales (FOM-13203) comprende nueve librosautodidactas. A continuacin se presenta una lista de los temas cubiertos en cada uno de los libros

autodidactas.

! El libro autodidacta sobre Prcticas en el Taller (FOM-13202) explica cmo prepararse para el trabajo y

describe los procedimientos para levantar materiales y elevar vehculos, el manejo seguro de sustancias, y cmo

llevar a cabo actividades peligrosas (tales como la soldadura). Tambin se cubre cmo leer etiquetas de peligro,

la importancia de las polticas ambientales, y el uso de recursos tcnicos.

! El libro autodidacta sobre Sistemas de Frenos (FOM-13201) describen la funcin y el

funcionamiento de los frenos de tambor, los frenos de disco, el cilindro maestro y las lneas de frenos,

frenos asistidos, y sistemas de frenado con antibloqueo.

! El libro autodidacta sobre Sistemas de Direccin y Suspensin (FOM-13196) describe la funcin y

el funcionamiento del sistema de direccin asistida, las llantas y las ruedas, el sistema de suspensin, y

la alineacin de la direccin.

! El libro autodidacta sobre Control del Clima (FOM-13198) explica las teoras que respaldan los

sistemas de control del clima, tales como la transferencia de calor y la relacin de temperatura a presin.

El libro autodidacta tambin describe la funcin y el funcionamiento de los sistemas de refrigeracin, el

sistema de distribucin de aire, el sistema de ventilacin, y el sistema de control elctrico.

! El libro autodidacta sobre Sistemas Elctricos (FOM-13197) explica las teoras referentes a laelectricidad, incluyendo las caractersticas de la electricidad y de los circuitos bsicos. El libro

autodidacta tambin describe la funcin y el funcionamiento de dispositivos automotrices elctricos y

electrnicos.

! El libro autodidacta sobre la Transmisin Manual y el Tren Motriz (FOM-13199) explica la teora y

el funcionamiento de los engranes. El libro autodidacta tambin describe la funcin y el funcionamiento

del tren motriz, el embrague, las transmisiones manuales y los transejes, la flecha, el eje y el diferencial

trasero, la caja de transferencia, y el sistema de traccin de 4x4.

! El libro autodidacta sobre Transmisiones Automticas (FOM-13200) explica la funcin y el

funcionamiento de la transmisin y transeje, el sistema mecnico, el sistema de control hidrulico, elsistema de control electrnico, y el mando final del transeje. El libro autodidacta tambin describe la teora que

respalda las transmisiones automticas incluyendo el funcionamiento electrohidrulico y del flujo de potencia

mecnica.


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Prefacio Introduccin

2 Capacitacin en Servicio

! El libro autodidacta sobre Funcionamiento del Motor (FOM-13195) explica el proceso de los cuatro

tiempos y la funcin y el funcionamiento del conjunto del monoblock y del tren de vlvulas. Tambin

se describe el sistema de lubricacin, el sistema de entrada de aire, el sistema de escape, y el sistema deenfriamiento. El libro autodidacta tambin describe la funcin y el funcionamiento del motor Diesel.

! El libro autodidacta sobre el Rendimiento del Motor (FOM-13194) explica el proceso de la

combustin y las emisiones resultantes. El libro autodidacta tambin describe la funcin y el

funcionamiento del sistema de control del tren motriz, el sistema de inyeccin de combustible, el

sistema de encendido, los dispositivos de control de emisiones, los sistemas de induccin forzada, y la

inyeccin de combustible en motores diesel. Lea el libro autodidacta sobre Funcionamiento del Motor

antes de leer el libro sobre el Rendimiento del Motor.

Para ordenar la matriz de entrenamiento o los libros autodidactas individuales, contacte a Entrenamiento a Distribuidores.

Telfono: 01-55-5899-7776

Internet: www.fordmexico.com.mx


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Introduccin ndice


Introduccin ................................................................................................................................. 1Prefacio ..................................................................................................................................................................... 1

Resumen de la capacitacin en fundamentos globales ..................................................................................... 1ndice ........................................................................................................................................................................ 3

Leccin 1 Motor de combustin interna................................................................................. 6General ..................................................................................................................................................................... 6

Objetivos ........................................................................................................................................................ 6

En una mirada ......................................................................................................................................................... 7Objetivo y funcin ......................................................................................................................................... 7Teora ....................................................................................................................................................................... 8

Motor de combustin interna de gasolina ................................................................................................... 8Funcionamiento ....................................................................................................................................................... 9

Cmo generar movimiento mecnico .......................................................................................................... 9El ciclo de cuatro tiempos ........................................................................................................................... 10Dimetro, carrera y desplazamiento .......................................................................................................... 11Carrera .......................................................................................................................................................... 11Desplazamiento ............................................................................................................................................ 12Tiempo de admisin .................................................................................................................................... 13Tiempo de compresin ................................................................................................................................ 13Relacin de compresin .............................................................................................................................. 14Tiempo de explosin ................................................................................................................................... 15Tiempo de escape ........................................................................................................................................ 15

Resumen ................................................................................................................................................................. 16

Leccin 2 Conjunto del monoblock ....................................................................................... 17General ................................................................................................................................................................... 17

Objetivos ...................................................................................................................................................... 17En una mirada ....................................................................................................................................................... 18

Conjunto del monoblock ............................................................................................................................ 18Componentes ......................................................................................................................................................... 19

Componentes principales ............................................................................................................................ 19Monoblock y camisas ..................................................................................................................................... 20Bloque de cilindros..........................................................................................................................................22Cigeal .......................................................................................................................................................... 22

Muones de los cojinetes principales .............................................................................................................. 23Amortiguador de vibraciones .......................................................................................................................... 24Biela................................................................................................................................................................27Lubricacin de la pared del cilindro ................................................................................................................ 29Pistones .......................................................................................................................................................... 30Anillos de pistones .......................................................................................................................................... 32

Leccin 3 Tren de vlvulas ..................................................................................................... 35General ................................................................................................................................................................... 35


Vista panormica de los tipos de tren de vlvulas .................................................................................... 36Configuracin del rbol de levas en la cabeza (OHC)............................................................................. 39rbol de levas en la cabeza individual (SOHC) ....................................................................................... 40

Doble rbol de levas en la cabeza (DOHC) .............................................................................................. 40Impulsin del rbol de levas....................................................................................................................... 40Componentes ......................................................................................................................................................... 41

Cabeza de cilindro de tipo de varilla de empuje (OHV).......................................................................... 41Empaque de la cabeza de cilindros............................................................................................................ 42Pernos de la cabeza ..................................................................................................................................... 42Vlvulas ........................................................................................................................................................ 43Asientos de vlvula ..................................................................................................................................... 44Vstago de vlvula ....................................................................................................................................... 45Gua de vlvula ............................................................................................................................................ 46Holgura de vlvula ...................................................................................................................................... 47


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ndice Introduccin

4 Capacitacin en Servicio

Resortes de vlvula ........................................................................................................................................ 48Tensin del resorte..........................................................................................................................................49Altura de trabajo ............................................................................................................................................. 49rbol de levas.................................................................................................................................................50Elevacin de la vlvula ................................................................................................................................... 50Duracin ......................................................................................................................................................... 51Traslape .......................................................................................................................................................... 52Impulsin de vlvulas a la cabeza...................................................................................................................53

Varillas de empuje...........................................................................................................................................54Balancines ...................................................................................................................................................... 54Levantadores de vlvulas ...............................................................................................................................55Levantadores slidos ......................................................................................................................................55Cubos y levantadores hidrulicos ...................................................................................................................56Levantadores planos comparados con levantadores de rodillo .......................................................................57Seguidores del rbol de levas en la cabeza (OHC)....................................................................................... 58Levantadores slidos tipo cubos .....................................................................................................................58Ajustador de juego hidrulico del rbol de levas en la cabeza (OHC) ........................................................... 59Ajustadores de juego hidrulico montados en balancines ............................................................................... 60Impulsin de rbol de levas en la cabeza .......................................................................................................61Impulsin de banda y cadena ......................................................................................................................... 62Impulsin de banda y engranes ...................................................................................................................... 63

Teora ...................................................................................................................................................................... 64Tiempo variable de los rboles de levas .................................................................................................... 64

Leccin 4 Sistema de lubricacin .......................................................................................... 65General ................................................................................................................................................................... 65


Descripcin .................................................................................................................................................. 66Teora ..................................................................................................................................................................... 67

Aceite para motor ........................................................................................................................................ 67Funcionamiento ..................................................................................................................................................... 69

Circulacin de aceite ................................................................................................................................... 71Lubricacin por presin .............................................................................................................................. 72Esfuerzos sobre el aceite ............................................................................................................................. 73Cambios de aceite ........................................................................................................................................ 74

Componentes ......................................................................................................................................................... 74Componentes del crter del aceite ............................................................................................................. 74Colador de aceite ......................................................................................................................................... 74Bomba de aceite .......................................................................................................................................... 75Tipos de bombas de aceite .......................................................................................................................... 76Filtro de aceite .............................................................................................................................................. 78Sellos de aceite ............................................................................................................................................. 81Varilla para medir el aceite ......................................................................................................................... 81Lmpara indicadora de presin de aceite .................................................................................................. 81

Leccin 5 Sistema de admisin de aire.................................................................................. 82General ................................................................................................................................................................... 82


Sistema de admisin de aire ....................................................................................................................... 83Componentes ......................................................................................................................................................... 85

Ductos de admisin ....................................................................................................................................... 85Sistema de induccin variable .................................................................................................................... 85Sistema de control de ductos del mltiple de admisin (IMRC) ............................................................. 86Vlvula de afinacin del mltiple de admisin (IMT) .............................................................................. 87Induccin forzada ........................................................................................................................................ 88

Teora ..................................................................................................................................................................... 89Turbocargado ............................................................................................................................................... 89


7/132

Introduccin ndice


Leccin 6 Sistema de escape .................................................................................................. 92General ................................................................................................................................................................... 92


Descripcin y objetivo ................................................................................................................................ 93Componentes ......................................................................................................................................................... 95

Silenciadores ................................................................................................................................................ 95Convertidor cataltico .................................................................................................................................. 95

Leccin 7 Sistema de Enfriamiento ....................................................................................... 96General ................................................................................................................................................................... 96


Descripcin .................................................................................................................................................. 97Funcionamiento ........................................................................................................................................... 99

Componentes ....................................................................................................................................................... 100Bomba del refrigerante .............................................................................................................................. 100Termostato .................................................................................................................................................. 101Ventilador de enfriamiento........................................................................................................................ 103Impulsores de ventiladores de enfriamiento ........................................................................................... 103Depsito de sobreflujo de refrigerante y botella de desgasificacin .................................................... 105Botella de desgasificacin ........................................................................................................................ 106Radiador ..................................................................................................................................................... 109

Leccin 8 Motor diesel ......................................................................................................... 112General ................................................................................................................................................................. 112

Objetivos ....................................................................................................................................................... 112En una mirada ...................................................................................................................................................... 113

Descripcin................................................................................................................................................... 113Funcionamiento ............................................................................................................................................. 113

Componentes ...................................................................................................................................................... 114Bloque de cilindros............................................................................................................ ............................ 114Camisas hmedas ......................................................................................................................................... 115Cigeal ........................................................................................................................................................ 115Bielas ............................................................................................................................................................ 116

Pistones y anillos........................................................................................................................................... 116Cabeza de cilindros ....................................................................................................................................... 116Diseo de cmara de combustin abierta ..................................................................................................... 117Diseo de cmara de precombustin ........................................................................................................... 118Vlvulas y asientos de vlvulas .................................................................................................................... 119

En una mirada ...................................................................................................................................................... 12 0Sistema de entrega de combustible .......................................................................................................... 120Sistema de lubricacin .............................................................................................................................. 122Sistema de enfriamiento ............................................................................................................................ 123Sistema de inyeccin de combustible ...................................................................................................... 125

Leccin 9 Proceso de diagnstico ........................................................................................ 126General ................................................................................................................................................................. 126

Objetivos ....................................................................................................................................................... 126

En una mirada ...................................................................................................................................................... 12 7Proceso de diagnstico sntoma a sistema a componente a causa ............................................................... 127Publicaciones del taller ................................................................................................................................. 128

Lista de abreviaturas ............................................................................................................... 129


8/1326 Capacitacin en Servicio

General Leccin 1Motor de combustin interna

Objetivos

Al completar esta leccin usted podr:

! Explicar el objetivo y la funcin del motor de combustin interna.

!

Describir los tipos de motores de combustin interna.

! Explicar el proceso mediante el cual la quema de combustible se convierte en movimiento rotatorio.

! Explicar el objetivo de un motor.

! Identificar los componentes y sistemas principal de un motor de combustin interna.

! Explicar el proceso mediante el cual el movimiento rotatorio se transfiere desde el motor a las ruedas del

vehculo.

!

Describir el ciclo de cuatro tiempos.


9/132Capacitacin en Servicio 7

Leccin 1Motor de combustin interna En una mirada

Objetivo y funcin

El motor de combustin interna proporciona la

potencia para mover el vehculo. Un motor de

combustin interna tpico tiene ya sea un diseo para

combustible tipo gasolina o para combustible tipodiesel. El tipo de combustible que se utiliza en motores

para gasolina o para diesel es diferente debido al

mtodo utilizado para el encendido del combustible. El

funcionamiento mecnico de ambos motores es casi

idntico. En un motor, el combustible se quema para

generar un movimiento mecnico. Entre los principales

componentes del motor de combustin interna se

tienen:

! El conjunto del bloque de cilindros o monoblock

! El tren de vlvulas

! El sistema de entrada

! El sistema de escape

! EL sistema de lubricacin

! El sistema de enfriamiento



Teora Leccin 1Motor de combustin interna

El proceso de combustin

La combustin es el proceso de encender una mezcla

de aire y combustible. En el proceso de combustin se

aspira una mezcla de aire y combustible hacia el

interior de un cilindro y se comprime mediante un

pistn en movimiento. La mezcla comprimida se

enciende para generar la energa que proporciona el

movimiento del vehculo.

Tiempo de admisin

1 Buja

2 Vlvula de escape (cerrada)

3 Vlvula de admisin (abierta)

ENF035-A/VF

1

23

Motor de combustin interna para gasolina



Leccin 1Motor de combustin interna Funcionamiento

Cmo generar movimiento mecnico

Cuando ocurre la combustin, los gases de la mezcla

de aire y combustible que se quema se expanden en el

cilindro a una presin muy alta. La alta presin empuja

el pistn hacia abajo en el cilindro. El pistn est

conectado a una biela, la cual est conectada al

cigeal. Como el pistn est conectado de esta

manera al cigeal, el cigeal empieza a girar con el

movimiento del pistn. La biela y el cigeal

convierten el movimiento hacia arriba y hacia abajo

del pistn en movimiento rotatorio.

A medida que la combustin ocurre en cada cilindro,

los pulsos de energa se transfieren de los pistones al

cigeal. El volantede inercia, que es una placaredonda ypesada de metal fijada en un extremo del

cigeal ayuda a suavizar los pulsos de la combustiny

mantener una rotacin uniforme en el cigeal. El

movimiento rotatorio del motor se transfiere a las ruedas

a travs de la transmisin y del tren motriz.

Movimiento mecnico

1 Monoblock2 Volante de inercia

3 Cigeal

4 Biela

5 Pistn

ENF034-B/VF

2

3

1

5

4



Funcionamiento Leccin 1Motor de combustin interna

El ciclo de cuatro tiempos

El ciclo de cuatro tiempos

1 Tiempo de admisin

2 Tiempo de compresin

ENF127-B/VF

1 2 3 4

3 Tiempo de explosin

4 Tiempo de escape

Casi todos los motores modernos para vehculos son

motores con ciclo de cuatro tiempos. Cuatro tiempos

significa que el pistn se mueve a lo largo de la

longitud del cilindro cuatro veces para completar unciclo de combustin.




ENF126-A/VF

1

Dimetro, carrera y desplazamiento

Dimetro interior del cilindro

En la terminologa de motores automotrices, el

dimetro se refiere a la medida deldimetro interior

del cilindro.

Medida del dimetro interior del cilindro

1 Dimetro interior del cilindro

ENF036-A/VF

180

Carrera

Carrera del pistn

Lacarrera del pistn es la medida de la distancia en

la que unpistn se desplaza en el cilindro durante la

rotacindelcigeal.

La carrera es igual a la distancia que el

pistn viaja en el cilindro desde su punto ms bajo

hasta su punto ms alto.

El punto ms alto del pistn en el cilindro se llama

punto muerto superior (TDC, por sus siglas eningls).

El punto ms bajo del pistn en el cilindro sellama

punto muerto inferior (BDC, por sussiglas en ingls).

Un carrera del pistn toma mediavuelta del cigeal,

o sea una rotacin de 180 grados.




Desplazamiento

Desplazamiento

1 Volumen en el cilindro y en la cmara decombustin en el punto PMI

2 Volumen en el cilindro y en la cmara de

combustin en el punto PMS

El trmino desplazamiento se refiere a dos

conceptos relacionados. El desplazamiento del cilindro

es la cantidad de aire que mueve o desplaza el pistn

en un solo cilindro cuando se mueve del punto PMI al

punto PMS en el cilindro. El desplazamiento seexpresa como un volumen en litros (L), centmetros

cbicos (cc), o pulgadas cbicas (ci, por sus siglas en

ingls).

ENF038-B/VF

1

4

2

3

3 Parte superior del pistn en el punto PMS

4 Parte superior del pistn en el punto PMI

El desplazamiento total del motor es igual al

desplazamiento de un cilindro multiplicado por el

nmero total de cilindros delmotor. Por ejemplo,

cada cilindro de un motor de cuatro cilindros

tiene un desplazamiento de medio litro. Por lo tanto, eldesplazamiento total del motor es igual al

desplazamiento del cilindro

(medio litro) multiplicado por el nmero de cilindros

(4), o sea 2.0 litros.




Tiempo de admisin

El tiempo de admisin se considera el primero de los

cuatro tiempos. El cigeal en rotacin jala el pistn

desde el punto PMS hacia el punto PMI. La vlvula

de escape se cierra y la vlvula de admisin se abre.

A medida que el pistn se mueve hacia abajo, la

mezcla de aire-combustible se aspira hacia el interior

del cilindro a travs de la vlvula de admisin.

ENF037-A/VF

2

1

3

Pistn y vlvulas durante el tiempo de admisin

1 Vlvula de admisin abierta

2 Vlvula de escape cerrada

3 Pistn con movimiento descendente

Tiempo de compresin

Cuando el pistn llega al punto PMI, se completa eltiempo de entrada y se inicia el tiempo de compresin.

La vlvula de admisin se cierra y la vlvula del

escape permanece cerrada. El movimiento del

cigeal enva al pistn otra vez hacia arriba hacia el

punto PMS. La mezcla de aire y combustible queda

atrapada en el cilindro y se comprime entre el pistn y

la cabeza de cilindros.

La compresin de la mezcla de aire y combustible es

muy importante para desarrollar la potencia. Entre

mayor sea la compresin, mayor ser la potencia que

la mezcla genera durante la combustin. La

compresin tambin precalienta la mezcla, lo cual

ayuda a la combustin.

ENF111-A/VF

3

21

1 Vlvula de admisin cerrada


3 Pistn con movimiento ascendente

Pistn y vlvulas durante el tiempo de compresi




Relacin de compresin

Relacin de compresin

1 Volumen antes de la compresin2 Volumen despus de la compresin

ENF038-B/VF

1

4

2

3

3 El pistn en el punto PMS4 El pistn en el punto PMI

La relacin de compresin indica qu tanto se

comprime la mezcla de aire y combustible durante el

tiempo de compresin. La relacin de compresin es

el volumen en el punto PMS comparado con el

volumen en el punto PMI durante el tiempo de

compresin. Por ejemplo, una relacin de compresin

de 8 a 1 quiere decir que el volumen en el punto PMIes ocho veces ms grande que el volumen cuando el

pistn est en el punto PMS. Las relaciones ms altas

de compresin permiten una mayor salida posible de

potencia.




Tiempo de explosin

Justamente antes de que el pistn llegue al punto

PMS, una chispa producida por la buja enciende la

mezcla de aire y combustible y se inicia el tiempo de

explosin. Los gases producto de la combustin se

expanden rpidamente, lo cual crea una presin muy

alta en la parte superior del cilindro a medida que el

pistn pasa el punto PMS y se mueve hacia abajo por

el cilindro hacia el punto PMI. Las vlvulas de

admisin y de escape permanecen firmemente

cerradas, as que toda la fuerza empuja el pistn hacia

abajo para hacer girar el cigeal.

ENF112-A/VF

1 2

4

3

Pistn y vlvulas durante el tiempo de explosin



3 Combustin

4 Pistn con movimiento descendente

ENF113-A/VF

3

21

Pistn y vlvulas durante el tiempo de escape


2 Vlvula de escape abierta

3 Pistn con movimiento ascendente

Tiempo de escape

A medida que el pistn se acerca al punto PMI en el

tiempo de explosin, la vlvula de escape empieza a

abrirse. A medida que el pistn pasa el punto PMI, el

cigeal girayempuja el pistn otra vez hacia el

punto PMS y la vlvula de escape est

completamente abierta. El pistn empuja a los gases

quemados hacia afuera del cilindro por la vlvula de

escape, a travs delpuertode escape de la

cabeza de cilindros y hacia el sistema de escape.

A medida que el pistn pasa el punto PMS, el ciclo de

cuatro tiempos se inicia otra vez con el tiempo de

admisin. La vlvula de escape se mantiene abierta

momentneamente al iniciarse el tiempo de admisin,

para permitir que el impulso de los gases sea vaciado

del cilindro completamente.



Resumen Leccin 1Motor de combustin interna

Resumen

Hemos ilustrado el ciclo de cuatro tiempos en un slo

cilindro. Recuerde, los cuatro tiempos se repiten

continuamente en todos los cilindros en un patrn

alternante. Los cuatro tiempos del ciclo admisin,

compresin, explosin y escape requieren dos

vueltas completas del cigeal. Sin embargo, el pistn

recibe la presin directa de la combustin nicamente

durante el tiempo de explosin, o sea

aproximadamente la cuarta parte del ciclo.

Cuando usted se da cuenta que no se genera ninguna

potencia durante tres de los cuatro tiempos, usted

puede ver por qu el volante de inercia es tan importante.

El volantede inerciaalmacena la energa que se genera.El volante de inercia utiliza la energa almacenada para

mantener una rotacin uniforme del cigeal.



Leccin 2Conjunto del monoblock Genera

Objetivos

Al completar esta leccin, usted podr:

! Explicar el objetivo y la funcin del conjunto del monoblock.

!

Explicar los diversos tipos de conjuntos delmonoblock.

! Identificar los componentes principales del conjunto delmonoblock.

! Explicar la teora y el funcionamiento del conjunto delmonoblock.



En una mirada Leccin 2 Conjunto del monoblock

Conjunto del monoblock

El monoblock es el principal miembro de soporte del

motor. Casi todos los dems componentes estn,ya

sea conectados al,o soportados por, el monoblock.

Los pistones, bielas y el cigeal trabajan dentro del

monoblock.

El monoblock puede tener ya sea el diseo en lnea

o del tipo en V dependiendo del arreglo de cada uno

de los cilindros en el bloque.

El monoblock contiene los cilindros, los pasajes

internos para el refrigerante y el aceite, y las

superficies de montaje para fijar los accesorios del

motor, tales como el filtro del aceite y la bomba delrefrigerante. La cabeza de cilindros est montada

sobre la parte superior del monoblock, y el crter est

montado sobre el fondo del bloque.

Conjunto del monoblock

1 Monoblock2 Volantede inercia

3 Cigeal

4 Biela

5 Pistn

ENF034-B/VF

2

3

1

5

4



Leccin 2Conjunto del monoblock Componentes

Componentes principales

Diseo delmonoblock en lnea

Los motores en lnea generalmente tienen 3, 4, 5 6

cilindros.

Diseo del monoblock de tipo V

Un diseo de motor en V tiene dos bancos de

cilindros dispuestos en un patrn en V. A pesar de

que los cilindros estn en dos bancos todos los

cilindros siguen conectados a un mismo cigeal

comn.

Los motores en V comnmente tienen 6, 8, 10y

ocasionalmente 12 cilindros.

ENF040-A/VF

1

Monoblock en lnea de 4-cilindros

1 Cilindros

ENF041-A/VF

1

Monoblock de tipo V de 6 cilindros

1 Cilindros



Componentes Leccin 2 Conjunto del monoblock

Monoblock y camisa

Camisas decilindros

Algunos diseos de motores utilizan camisas de

cilindros. Una camisa de cilindro es un cilindro de

acero endurecido que se inserta en el monoblock. Notodos los bloques de motor requieren camisas. Las

camisas son hechas de un material duro para contener

la combustin dentro de los cilindros y reducir el

desgaste producido por el movimiento de los anillos del

pistn. Se tienen dos tipos de camisas de cilindros: las

camisas hmedas y las camisas secas.

ENF094-A/VF

1

Monoblock y camisa

1 Camisa de cilindro

ENF001-A/VF

3

4

1

2

Camisas hmedas

1 Camisa

2 Sello

3 Refrigerante

4 Monoblock

Camisas hmedas

A las camisas hmedas se les llama as ya que tienen

contacto directo con el refrigerante del motor en el

monoblock. Se utilizan sellos para impedir que elrefrigerante logre llegar al crter. Las camisas

hmedas son fciles de reparar ya que se pueden

cambiar con relativa facilidad. Esto elimina la

necesidad de fresar el cilindro as como la necesidad

de instalar pistones de sobremedida. Las camisas

hmedas tienen una mayor probabilidad de corrosin

debido a su diseo.




Camisas secas

Las camisas secas no tienen contacto directo con el

refrigerante del motor. Las camisas secas se instalan

en un bloque de motor ya sea mediante presin o por

contraccin.

El proceso de ajuste por contraccin utiliza la

propiedad de los metales que les permite contraerse

cuando se enfran y de expanderse cuando se

calientan. La camisa seca se enfra mientras que el

monoblock se calienta, luego la camisa se inserta en el

bloque. Este mtodo facilita el reemplazo de las

camisas.

ENF002-A/VF

1 2

3

Camisa seca

1 Camisa

2 Refrigerante

3 Monoblock




Crter de monoblock

El crter del monoblocksoporta el cigeal y los

cojinetes principales. El fondo del monoblock forma la

parte superior del crter. El depsitodelaceite que se

fija al fondo del monoblock forma laparte inferior del

crter. El crter del monoblockincluyevarias superficies

de soporte para el cigeal.

El nmero de soportes vara dependiendo de la longitud

del cigeal y de la disposicin de los cilindros. Por

ejemplo, un motor de cuatro cilindros generalmente

tiene cinco de estas superficies de soporte. El cigeal

se monta en metales de cojinete de insercin que se

instalan en las superficies de soporte y se fija con

tapas de cojinetes. Los soportes tienen pasajes de

aceite que lubrican el cigeal a medida que gira

contra los metales de cojinete. Estos pasajes se

alinean con los orificios de aceite en los metales de

cojinete. El monoblock incluye una ranura para el sello

de aceite principal trasero que impide que el aceite se

fugue por la parte posterior del cigeal. El trmino

principal se refiere a cojinetes, sellos y otros

herrajes de montaje que se utilizan en el cigeal.

Dicho trmino principal distingue a estas piezas de

montaje de otras piezas de montaje que se conectan al

cigeal, tales como los metales de las bielas.

ENF042-A/VF

2

1

3

6

4

5

Componentes del monoblock

1 Monoblock2 Cojinetes de empuje

3 Cigeal

4 Tapas de los cojinetes principales

5 Tornillode montaje de tapa de cojinete principal

6 Cojinetes principales




Cigeal

ENF043-A/VF

1

243

5

Cigeal (tpico)

1 Extremo delantero

2 Pasajede aceite

3 Mun de biela

4 Extremo del volantede inercia

5 Mun de cojinete principal

El cigeal cambia el movimiento hacia arriba y hacia

abajo de los pistones en el movimiento giratorio que se

requiere para impulsar las ruedas del vehculo. Elcigeal se monta en el monoblocken soportes en

forma de U que se funden en el conjunto del

monoblock. Las tapas, llamadas tapas de cojinetes

principales, se atornillan sobre los soportes para fijar el

cigeal sobre el bloque. Entre el cigeal y sus

superficies de montaje se tienen metales de cojinete

que sostienen y detienen el cigeal y le permiten

girar. Cuando se manufactura el monoblock, las

superficies de los cojinetes principales se rectificanpara estarperfectamente paralelas al cigeal. Por

esta razn nunca se deben intercambiar las tapas de

los cojinetesprincipales.

El cigeal soporta las fuerzas de losimpulsos producid

por las carreras de explosin enlos pistones. El

cigeal generalmente se fabrica de hierro fundidopesado y de alta resistencia. Los cigeales hechos

para aplicaciones de alto rendimiento o de servicio

pesado generalmente se fabrican de acero forjado.

Algunos cigeales incluyen contrapesos fundidos en

posicin opuesta a los muones de las bielas del

cigeal. Los contrapesos permiten equilibrar el

cigeal e impedir las vibraciones durante la rotacin a

alta velocidad.




Muones de los cojinetes principales debancada

Los muones de los cojinetes principales de un

cigeal estn altamente pulidos y se fabrican con una

redondez precisa para que giren correctamente en los

insertos o metales de cojinete. Los pasajes de aceite

barrenados en los muones principales reciben el flujo

del aceite de los soportes en el monoblock. Los

pasajes de aceite inclinados se barrenan desde los

muones principales hasta los muones de las bielas

del cigeal para lubricar los metales de cojinete de

las bielas.

Cojinetes de empuje

Adems, uno de los muones principales(generalmente

en la parte media o trasera) se rectificacon una

superficiede empuje. Esta superficie giracontra un

cojinete de empuje especial para limitar elmovimiento

del cigeal hacia adelante y hacia atrs(juego axial).

Muones del cigeal

Los muones en un cigeal son aquellas reas que

sirven como superficie de cojinete para el cigeal ensi, o para las bielas que se fijan al cigeal. Los

muones para los metales de cojinete del cigeal se

conocen como muones de cojinetes principales. Los

muones para las bielas se conocen como muones de

bielas.

Un diseo comn para un motor de 4 cilindros en lnea

tiene cinco muones de cojinetes principales y cuatro

muones para las bielas. Un pistn est conectado acada mun de biela mediante el uso de una biela. En

los motores de diseo de cilindros en V se fijan dos

bielas a cada mun de biela.

Muones del cigeal

1 Mun de biela

2 Brazo del cigeal

3 Contrapesos del cigeal

4 Mun de cojinete principal

5 Contrapeso

6 Orificio para balanceo7 Orificio del aceite

ENF003-B/VF

1

2

4

7 5

6

3




Cojinetes principales

Los metales de los cojinetes principales soportan el

cigeal en el interior de los muones de cojinetes

principales y en las tapas de cojinetes principales. Los

metales de los cojinetes principales del cigeal son

seccionescirculares partidos que se envuelven

alrededor de los muones principales del cigeal. La

mitad superior del metal de cojinete tiene uno o ms

orificios de aceite que permiten que el lubricante cubra

la superficie interior del metal de cojinete. El metal

superior cabe dentro del soporte principal en el fondo

del monoblock. La mitad inferior del metal de cojinete

cabe dentro de la tapa de cojinete. Las superficies de

friccin de los metales de cojinete son hechos de

material ms suave que el cigeal. Los materiales

ms suaves reducen la friccin y tienden a moldearse

alrededor de cualquier superficie desnivelada en el

mun principal. Si ocurre el desgaste, dicho desgaste

afecta al metal de cojinete, que es ms barato que

reemplazar el cigeal.

Lubricacin de los cojinetes

En la mayora de los motores no son intercambiablesentre s los metales de cojinete superior e inferior. El

metal de cojinete superior generalmente tiene un

orificio de aceite, que permite que el aceite fluya hacia

la superficie de cojinete del mun principal. Como el

dimetro del mun principal del cigeal es unas

cuantas centsimas de milmetro ms pequeo que el

dimetro interior creado por los metales de cojinete, el

aceite puede cubrir toda la superficie del cojinete.

ENF046-A/VF

1

2

3

Cojinetes principales del cigeal

1 Cojinete principal superior

2 Orificio del aceite3 Cojinete principal inferior

ENF047-A/VF

1

2

3

6

54

Cojinetes principales del cigeal instalados

1 Pasaje de aceite del cojinete principal superior

2 Cojinete principal superior

3 Capa de aceite

4 Cojinete principal inferior

5 Mun principal del cigeal

6 Holgura del cojinete




Holgura de cojinete

El espacio entre los metales de cojinete y el mun del

cojinete del cigeal se conoce como la holgura de

cojinete. La holgura es una de las mediciones ms

crticas del motor. El aceite que lubrica a los cojinetes

no permanece como una pelcula continua. A medida

que el cigeal gira, el aceite se dirige hacia las orillas

exteriores de los metales de cojinete, de donde se

empuja otra vez hacia el crter. Se tiene un flujo

constante de nuevo aceite a travs del orificio de

aceite para reemplazar el aceite que se ha empujado

al crter. El flujo constante de aceite sobre los metales

de cojinete ayuda a enfriarlos y a lavar las partculas

slidas y basura de las superficies de los metales de

cojinete. Si la holgura es muy pequea, no se permite

el paso de suficiente aceite para lubricar los metales

de cojinete. La friccin resultante desgasta los metales

de cojinete rpidamente. Si la holgura es muy grande,

demasiado aceite fluye por los metales de cojinete. La

presin del aceite disminuye y el mun del cigeal

puede empezar a golpear contra el cojinete en lugar de

girar dentro del mismo. Para impedir los daos a los

cojinetes y cigeal, las holguras de los metales de

cojinete se fijan precisamente al reparar los cojinetes o

el cigeal.

Cojinetes de empuje

Adems de girar, el cigeal tiende a moverse hacia

adelante y hacia atrs. Como este tipo de movimiento

tiene un efecto negativo sobre los componentes

asociados con el cigeal, se toman medidas para

limitar el movimiento hacia adelante y hacia atrs.Uno de los muones principales en el cigeal se

rectifica para aceptar un cojinete de empuje. El

cojinete de empuje impide que el cigeal se mueva

hacia adelante y hacia atrs. Los metales del cojinete

de empuje superior e inferior tienen ranuras de aceite

que permiten que el aceite fluya alrededor del mun.

Cojinetes principales del cigeal

1 Cojinete de empuje superior2 Cigeal

3 Cojinete de empuje inferior

4 Cojinetes principales del cigeal (inferiores)

5 Cojinetes principales del cigeal (superiores)

ENF128-B/ VF

5

4

3

2

1




Amortiguador de vibraciones

Amortiguador de vibraciones del cigeal

1 Hule

2 Polea de la banda de tiempo

ENF045-B/VF

2

1

4 3

3 Cigeal

4 Amortiguador de vibraciones

A pesar de que el cigeal es muy resistente, tiene

una cierta capacidad de flexibilidad. Durante la

carrera de explosin, el cigeal se tuerce un poco y

luego retorna a su configuracin original. A marcha

mnima caliente, este tuerce y destuerce puede

repetirse hasta cinco veces por segundo. Al acelerar

con carga, el ciclo puede ocurrir de 25 a 30 veces porsegundo. El tuerce y destuerce causa vibraciones. El

amortiguador de vibraciones, que generalmente se

monta en el frente del cigeal funciona para

minimizar estas vibraciones del cigeal.




Bielas

Las bielas transfieren el movimiento del pistn al

mun de biela en el cigeal. Un perno de pistn de

acero conecta el pistn a la biela. El perno de pistn

permite que el pistn pivotee en el extremo pequeo

de la biela. El extremo grande de la biela se conecta al

cigeal con la tapa de cojinete de la biela. La tapa es

muy similar en diseo y funcin a las tapas de los

cojinetes principales. Los metales de cojinete de las

bielas son similares a los metales de cojinete

principales del cigeal.

Bielas

1 Biela

2 Cigeal

3 Depsitodel aceite

4 Monoblock

5 Perno del pistn

ENF129-B/VF

3

4

5

1

2




ENF050-A/VF

2

3

4

5

1

Lubricacin de la pared del cilindro

Un rociador de aceite en la biela lubrica las paredes

del cilindro y enfra el pistn. Algunos diseos de

sistemas de lubricacin utilizan la salpicadura o

borboteo de aceite para lubricar y enfriar las paredes

de los cilindros. Los pasajes de aceite del cigeal

entregan aceite a los muones de las bielas. Cuando

los orificios del cojinete coinciden con el orificio de

aceite en el mun de la biela, se roca aceite

presurizado por el rociador de aceite.

Lubricacin de biela

1 Orificios de aceite

2 Biela

3 Rociador de aceite

4 Cojinete superior de biela

5 Cojinete inferior de biela




Pistones

Los pistones forman la parte inferior de la cmara de

combustin en el cilindro. El pistn transfiere al

cigeal la potencia generada al quemar la mezcla de

aire y combustible.

La parte superior del pistn se conoce como cabeza

del pistn. La parte superior del pistn contiene varias

ranuras donde se instalan los anillos de compresin y

de aceite. La parte inferior del pistn, debajo de las

ranuras de los anillos, se llama falda. Las superficies

de empuje de la falda del pistn guan al pistn en el

dimetro interior del cilindro e impiden que el pistn se

mueva hacia uno u otro lado en el cilindro. La mayora

de los pistones tienen una marca en un lado o en laparte superior para identificar el lado del pistn que

queda hacia el frente del motor.

El perno del pistn se inserta a travs del orificio del

pistn para conectar el pistn a la biela. En el diseo

de algunos pistones, el orificio del perno del pistn est

ligeramente descentrado del centro del pistn. El

descentrado ayuda a estabilizar el pistn cuando se

mueve hacia arriba y hacia abajo en el cilindro.

Holgura del pistn

Aunque el pistn cabe ajustadamente en el dimetro

interior del cilindro, el pistn no sella completamente la

cmara de combustin. El sellado se realiza mediante

el uso de los anillos de los pistones instalados en las

ranuras cerca de la parte superior del pistn. Para

dejar espacio para los anillos del pistn y el aceite

lubricante, se debe mantener una holgura entre la orillaexterior del pistn y la pared del cilindro. Esta holgura

permite que pase el aceite lubricante al interior de la

ENF051-A/VF

F

2

3

1

9

8

7 6

5

4

Caractersticas del pistn

1 Cabeza

2 Orificiodel perno del pistn

3 Ranuras de los anillos del pistn

4 Superficie de empuje

5 Marca de Hacia alfrente

6 Centro del pistn

7 Centrodel orificio delperno depistn8 Descentramiento

9 Faldn

parte superior del cilindro. La holgura tambin impide

que el motor se trabe en caso de que uno de los

pistones se expanda demasiado debido a un

sobrecalentamiento. Se utilizan dos tipos de diseo de

pistn para controlar la expansin por calor: el pistn

cnico y el pistn ovalado.




Pistones cnicos

Para mantener una holgura consistente desde la parte

superior hasta la parte inferior del cilindro, el pistn

tiene una forma algo cnica. El dimetro superior del

pistn es un poco ms pequeo que el dimetro

inferior cuando el pistn est fro. Cuando el motor

est en funcionamiento, la parte superior del pistn se

calienta mucho ms que la parte inferior, y la

expansin en la parte superior iguala los dimetros

superior e inferior.

Pistn cnico

1 Dimetro superior (ms pequeo)

2 Dimetro inferior ( ms grande)

Pistn ovalado

1 Orificiodel perno del pistn

2 Dimetro grande

3 Dimetro pequeo

Pistones ovalados

Otra tcnica utilizada para hacer que el pistn se

ajuste mejor en el cilindro y poder controlar la

expansin del calor se llama ovalamientode pistn.

Lospistones se fabrican de tal manera que tienen una

forma algo ovalada. El pistn est diseado para

expanderse en la direccin del dimetro ms pequeo

al calentarse, lo cual redondea el pistn sin

incrementar el dimetro total de manera sustancial. ENF053-B/VF

1

2

3

ENF052-B/VF

2

1




Anillos de pistn

Anillos de pistn

1 Anillo superior de compresin

2 Segundo anillo de compresin

ENF054-A/VF

F

1

2

34

3 Anillos raspadores en el anillo de control de aceite

4 Expansor en el anillo de control de aceite

Los anillos de pistones sellan la cmara de combustin

donde se enciende la mezcla de aire/combustible.

Adems de sellar la cmara de combustin, los anillos

de pistn raspan el aceite de las paredes del cilindro ylo dirigen otra vez hacia el crter. Los anillos de pistn

tambin ayudan a transferir el calor del pistn a la

pared del cilindro.

Los dos anillos superiores se llaman anillos decompresin.

Generalmente se fabrican de acerofundido con chapa

de cromo en la superficie orientadahacia la pared del

cilindro. Los anillos de compresinse disponen condiversos diseos en las aristas. Elanillo inferior se llama

anillo de control de aceite. Elanillo de control de aceite

generalmente comprendevarias piezas ensambladas en

un orden especfico en lamisma ranura del pistn.

Un anillo de control de aceitetpico consta de dos

anillos raspadores separados por un expansor.




Anillos de compresin

Control del aceite en los anillos de compresin

1 Carrera de admisin o de explosin

2 Los anillos de compresin raspan la pared del

cilindro

ENF055-A/VF

2

1 3

4

3 Carrera de compresin o de escape

4 Los anillos de compresin sobrepasan la pelcula de

aceite

Los anillos de compresin sellan la cmara de

combustin, raspan y limpian la pared del cilindro y

transfieren el calor del pistn a la pared del cilindro.Cuando el pistn se mueve hacia abajo durante la

carrera de admisin, las aristas inferiores de los anillos

de compresin raspan cualquier vestigio de aceite que

no fue recuperado por el anillo de aceite. En las

carreras de compresin y de escape, los anillos de

compresin sobrepasan la pelcula de aceite de tal

manera que el aceite no se empuje hacia la cmara de

combustin. Durante la carrera de explosin, los

anillos crean un sello ajustado para la cmara decombustin. Los anillos tambin crean una ruta para

que el calor fluya del pistn a la pared del cilindro.




Anillos de pistn (contina)

Anillos de aceite

Conjunto de anillos de control de aceite

1 Anillos de control de aceite

2 Aro expansor

ENF056-B/VF

1

2

Los anillos de control de aceite controlan la lubricacin

de lasparedes de los cilindros y dirigen el aceite otra

vez hacia el crter. Se roca o salpica aceite

constantemente sobre las paredes de los cilindros para

proporcionar la lubricacin entre los anillos del pistn y

la pared del cilindro. La cantidad de aceite en la pared

del cilindro no puede caber en el espacio entre el

pistn y el cilindro cuando el pistn se mueve del punto

muerto inferior (PMI), y por lo tanto esnecesario

llevarlo a alguna otra parte. El anillo decontrol de

aceiteproporciona una ruta para que el aceite retorne

al crter.

A medida que los anillos de compresin raspan el

aceite de la pared del cilindro, el aceite fluye por

detrs del anillo expansor superior hacia los orificios

en la ranura del anillo de control deaceite. Estos orificios

dirigen el aceite al espacio abierto en el interior de la

falda delpistn. El aceite luego se drena otra vez hacia

el crter.

Para sellar correctamente el cilindro para la

compresin y para controlar la derivacin del aceite,

se alternan de posicin las separaciones de los

extremos de los anillos.



Leccin 3Tren de vlvulas Genera

Objetivos

Al completar esta leccin, usted podr:

! Explicar el objetivo y la funcin del tren de vlvulas.

!

Describir los tipos de tren de vlvulas.

! Describir la configuracin del tren de Vlvulas en la Cabeza (OHV).

! Describir la configuracin del rbol de Levas en la Cabeza (OHC).



En una mirada Leccin 3Tren de vlvulas

Vista panormica de los tipos de trenesde vlvulas

Impulsin delrbol de levas del tipo de varilla de

empuje y del tipo rbol de levas en la cabeza (OHC)

1 OHC: el (los) rbol(es) de levas est(n)

localizado(s) en la(s) cabeza(s) de cilindros.2 OHV: el rbol de levas individual est ubicado

en el monoblock.

ENF004-B/VF

2

1

El aire y el combustible entran y salen de la cmara de

combustin a travs de los puertos de las vlvulas.

Las vlvulasse localizan en el lado del puerto de lacmara de combustin, se abren y cierran ya sea para

permitir el flujo o para sellar firmemente la cmara de

combustin. Las vlvulas deben abrirse o cerrarse en

los momentos precisos para el funcionamientocorrecto

del motor. El tiempo de aperturade las vlvulas lolleva

a cabo el rbol de levas al accionar el tren de vlvulas.

En los motores automotrices se utilizan dos principales

tipos de trenesde vlvulas. Los dos tipos son el de

Vlvulas en la Cabeza (OHV, por sus siglas en ingls),y el de rbol de Levas en la Cabeza (OHC, por sus

siglas en ingls). El tren de vlvulas del tipo OHV

utiliza un solo rbol de levas ubicado en la parte

central del monoblock. Los lbulos del rbol de levas

controlan los eventos de apertura y cierre de las

vlvulas en las cabeza de cilindros mediante una serie

de componentes mecnicos de conexin. El tren de

vlvulas tipo OHC utiliza uno o ms rboles de levas

fijados directamente a la cabeza de cilindros, arriba delas vlvulas. Los lbulos del rbol de levas controlan

los eventos de apertura y cierre de vlvulas.



Leccin 3Tren de vlvulas En una mirada

Configuracin de vlvulas del tipo de varillas deempuje (OHV)

Los motores del tipo de varillas de empuje, que

tambin se conocen como motores con Vlvulas en la

Cabeza (OHV) tienen un slo rbol de levas ubicado

en el monoblock. Las vlvulas estn ubicadas en la

cabeza de los cilindros arriba de la cmara de

combustin. Las vlvulas se abren y se cierran

mediante los lbulos del rbol de levas que accionan a

los levantadores, varillas de empuje y balancines.

Entre los componentes principales del tren de vlvulas

OHV se tienen:

!

Cabeza de cilindros

! Vlvulas

! Asientos de vlvulas

! Guas de vlvulas

! Resortes de vlvulas

! rbol de levas

! Varillas de empuje

! Levantadores

! Balancines

! Impulsoresde rbol de levas

! Impulsinde vlvulas en la cabeza

ENF057-A/VF

5

4

2

3

1

6

Tren de vlvulas de tipo de varillas de empuje

1 Balancn

2 Vlvula

3 rbol de levas

4 Lbulo de leva

5 Levantador

6 Varilla de empuje




Vista panormica de los tipos de tren devlvulas (contina)

Los motores tienen pasajes que permiten que la

mezcla de aire y combustible pase al interior de los

cilindros y que los gases de escape salgan despus

que la mezcla se ha quemado. Estos pasajes, llamados

puertos de las vlvulas, se sellan firmemente

durante el ciclo de cuatro tiempos. Lasvlvulas

deben abrir y cerrar los puertos a tiempos

precisos.

A medida que el rbol de levas gira, el lbulo del rbol

de levas se mueve contra el levantador. El levantador

empuja a la varilla de empuje, la cual empuja un

extremo del balancn. El otro extremo del balancn

empuja hacia abajo sobre el vstago de la vlvula y

causa que la vlvula sobrepase la presin del resorte yse mueva a la posicin de abertura. A medida que el

lbulo del rbol de levas gira y pasa el punto donde se

encuentra el levantador,el resorte de la vlvula empuja

contra la vlvula, la varilla de empuje, el balancn y el

levantador. Cuando el lbulo ha girado lo suficiente, la

vlvula se cierra firmemente contra el asiento de la

vlvula.



Leccin 3Tren de vlvulas En una mirada

ENF130-B/VF

12

3

Configuracin delrbol de levas en la cabeza (OHC)

Impulsin del rboles de levas

1 OHC individual (SOHC) impulsado por cadena

2 Doble OHC (DOHC) impulsados por cadena

3 Doble OHC (DOHC) impulsados por banda

Los motores OHC tienen el (los) rbol(es) de levas

ubicados en la cabeza de cilindros.

Entre los beneficios de un rbol de levas en la cabeza

se tienen:

! Menos componentes en el tren de vlvulas

! Un accionamiento ms directo y preciso de las

vlvulas

! La reduccin de prdidas por friccin.




rbol de levas individual en la cabeza(SOHC)

Los motores con un slo rbol de levas en la cabeza

(SOHC, por sus siglas en ingls) normalmente

accionan dos vlvulas por cilindro. Los motores

SOHC utilizan seguidores del tipo de rodillo que se

asientan debajo del rbol de levas o utilizan

balancines que se localizan arriba del rbol de levas.

Doble rbol de levas en la cabeza (DOHC)

El diseo de motor con doble rbol de levas en la

cabeza (DOHC, por sus siglas en ingls) divide el

trabajo de abrir las vlvulas entre dos rboles de

levas. Los motores DOHC normalmente accionancuatro vlvulas por cilindro. El hecho de tener ms

vlvulas por cilindro permite una admisin de la

mezcla de aire y de combustible ms eficiente durante

el tiempo de admisin y la remocin de los gases del

escape durante el tiempo de escape.

Los motores DOHC utilizan ya sea seguidores

de rodillo o levantadoresmecnicos deaccin

directapara accionar las vlvulas.

Impulsores delrbol de levas

La tarea del sistema de sincronizacindel motor es

de coordinar la induccin de la mezcla de aire y

combustible y la expulsin de los gases del escape con

el movimiento hacia arriba y hacia abajo del pistn.

Esto se lleva a cabo mediante la sincronizacin de la

rotacin del cigeal con el (los) rbol(es) de levas.

Como el cigeal gira dos revoluciones durante cadaciclo de combustinyel rbol de levasgira una

revolucin, la relacin del engrane debe ser

siempre de 2:1. Los tiempos de apertura y de cierre

de las vlvulas se indican en grados de rotacin del

cigeal. Se tienen diversos mtodos para impulsar el

rbol de levas. El engranaje de las vlvulas puede ser

impulsado por:

Doble rbol de levas en la cabeza

1 rbol de levas

2 Levantador

3 Lbulo de leva

4 Vlvula

ENF131-B/VF

4

31

2

! Engranes de tiempo

! Cadena de tiempo

! Banda de tiempo



Leccin 3Tren de vlvulas Componentes

Cabeza de cilindros de tipo de varilla deempuje (OHV)

La cabeza de cilindros est atornillada sobre la parte

superior delbloque de cilindrospara formar el techo

de la cmara de combustin. La cabeza de cilindros:

! sella la parte superior de los cilindros.

! contiene las bujas.

! proporciona los asientos, guas y puertos para las

vlvulas de admisin y de escape.

! contiene el tren de vlvulas.

! proporciona superficies de montaje para los

mltiples de admisin y de escape.

Al igual que el monoblock, la cabeza de cilindros se

fabrica de hierro fundido o de una aleacin de

aluminio. Los mltiples de admisin y de escape se

montan en la cabeza de cilindros contra los puertos de

las vlvulas. La mayora de los motores V6 y V8

tienen dos cabezas de cilindros, una para cada banco

de cilindros. La parte superior de la cabeza de

cilindros se fabrica de manera tal que se puedanmontar ah los balancines u otras partes del tren de

vlvulas.

Cabeza de cilindros multivlvulas OHV

1 Candadosdel resorte de vlvula2 Seguro del resorte de vlvula

3 Resorte de vlvula

4 Sello de vlvula

5 Balancin

6 Varilla de empuje

7 Vlvula

ENF148-C/VF

1

2

3

54

7

6



Componentes Leccin 3Tren de vlvulas

Juntade la cabeza de cilindros

La juntade la cabeza de cilindros forma la unin

entre la cabeza de cilindros y el monoblock para evitar

fugas de gases y agua. Adems, la juntade la

cabeza de cilindros controla todas las irregularidades

menores entre las superficies coincidentes. Es por

esta razn que la juntade la cabeza de cilindros

debe ser fabricado de un material algo flexible.

ENF118-A/VF

1

2

Juntade la cabeza de cilindros

1 Bloque de cilindros

2 Juntade la cabeza de cilindros

Tornillos de la cabeza

Los tornillos de las cabeza de cilindros mantienen la

cabeza unida firmemente contra el monoblock. Se

tienen dos tipos de tornillos de cabeza de cilindros:

tornillos convencionales y tornillos de torque a lacedencia. Los tornillos de torque a la cedencia se

aprietan mediante el uso de una llave torsiomtrica en

pasos con torques progresivamente ms altos. Sin

embargo, el paso final es el apriete de los tornillos a un

ngulo predeterminado mediante el uso de un

indicador de ngulo. Este paso finaldistorsiona

(cedencia del material) ligeramenteel tornillolo cual

da por resultado una mayor resistencia al desapriete.

Debido al hecho que los tornillos de la cabeza decilindros se distorsionan durante la secuencia final de

apriete, los tornillos de torque a la cedencia debenser

reemplazados en cada servicio que se le de a la cabeza

de cilindros y NO deben ser reutilizados.

ENF006-A/VF

1

2

4

3

Tornillos de la cabeza de cilindros

1 Tornillo de torque a la cedencia

2 Cabeza de cilindros

3 Monoblock

4 Juntade la cabeza de cilindros




Vlvulas

Una vlvula tiene una cabeza redonda y una cara

ahusada o cnica que se sella contra un asiento en la

cabeza de cilindros. Debido a su construccin de

vstago y cabeza, la vlvula tambin se conoce como

vlvula de hongo.

La cabeza de la vlvula es el extremo ms grande que

sella el puerto de la vlvula. La superficie de la cabeza

de cilindros que sella el puerto se llama asiento de la

vlvula. La cabeza de la vlvula tiene una superficie

rectificada llamada cara de la vlvula. La cara de la

vlvula es el punto de contacto entre la vlvula y el

asiento de la vlvula. Tanto la cara de la vlvula como

el asiento de la vlvula se deben recificar para queformen un sello firme y seguro al cerrarse. Se

requiere el contacto total entre la vlvula y el asiento

de la vlvula para transferir el calor de la cara de la

vlvula hacia la cabeza de cilindros. El margen de la

vlvula es el espesor de la cabeza de la vlvula.ENF059-A/VF

4

2

3

1

5

Partes de vlvula

1 Ranura del candado2 Cabeza

3 Margen

4 Cara

5 Vstago




ENF007-A/VF

21

Partes del asiento de la vlvula

1 Asiento de la vlvula

2 Inserto del asiento de la vlvula

Asiento de la vlvula

El asiento de la vlvula es el rea con la que hace

contacto la cara de la vlvula al estar en la posicin

cerrada. Tanto las vlvulas de admisin como las

vlvulas de escape tienen asientos. El rea de asiento

de la vlvula debe ser lo suficientemente duro como

para resistir el golpeteo constante a medida que la

vlvula se abre y se cierra rpidamente. El asiento

tambin debe ser capaz de conducir el calor

eficientemente para que la vlvula no se sobrecaliente

y se distorsione. Como los gases del escape son

corrosivos, los asientos de las vlvulas de escape

deben ser resistentes a la corrosin. Se presiona un

inserto de asiento de vlvula en la cabeza del cilindros.

Este inserto se fabrica de un material diferente al

material de la cabeza de cilindros y tiene las

propiedades necesarias de calor, de dureza y de

anticorrosin.




Componentes de la vlvula

1 Cabeza de cilindros2 Sello de aceite de la vlvula

3 Vstago de la vlvula

4 Gua de la vlvula

5 Asiento de la vlvula

Vstago de la vlvula

El vstago de la vlvula es la parte larga y angosta

arriba de la cabeza. El vstago tiene una ranura en el

extremo que se utiliza para fijar la vlvula en la cabeza

de cilindros mediante seguros. El resorte de la vlvula

se instala en el extremo de vstago de la vlvula. El

resorte se comprime al instalarse en el vstago de la

vlvula con la parte inferior firmemente presionada

contra el rea de asiento del resorte delacabeza de

cilindros y la parte superior es ayudado a sujetarse al

vstago mediante unretn y unos seguros.

El retn y los seguros se mantienenen posicin

debido a la presin del resorte sobre estas

piezas y se aseguranpor medio dela ranura del vstago

de la vlvula, lo cual proporciona un tensinconstante

sobre la vlvula para permanecer en la posicin

cerrada. El vstago de la vlvula se inserta a travs de

la gua de la vlvula que tambin mantiene a la vlvula

alineada en la cabeza de cilindros.

ENF091-B/VF

1

4

3

2

5




Guas de las vlvulas

Las guas de las vlvulas mantienen a las vlvulas

alineadas de maneraprecisa en la cabeza de cilindros.

Las guas permiten que elvstago de lasvlvulas pasen

hasta el interior de la cmara de combustin a travsdel rea superior de la cabeza de cilindros donde se

montan los resortes de las vlvulas. Algunas guas de

vlvulas estn integradas con la fundicin de la cabeza

de cilindros. Otras guas de vlvulas son insertos de

aleaciones blandas que se fabrican separadamente y

se insertanen la cabeza de cilindros. La gua de la

vlvula tiene un ajustecerradoalrededor del vstago

de la vlvula, con suficiente holgura para el lubricante

y el movimiento libre hacia arriba y hacia abajo delvstago.

Los diseos con tres o cuatro vlvulas por cilindro se

utilizan porque las vlvulas mltiples son ms precisas

y eficientes. Un diseo de tres vlvulas generalmente

utiliza dos vlvulas de admisin y una vlvula para el

escape. Un diseo de cuatro vlvulas utiliza dos

vlvulas para la admisin y dos vlvulas para el

escape.

ENF010-A/VF

1

2

3

Arreglo de vlvulas de diseo multivlvulas

1 Vlvulas de admisin

2 Vlvulas de escape

3 Pasajes de enfriamiento




Holgura de vlvula

ENF060-A/VF

1

2

Componentes para el ajuste de holgura de las

vlvulas

1 Calzas de ajuste

2 Levantador

Cuando una vlvula se mueve a su posicin cerrada

debe quedar firmemente asentada contra el asiento de

la vlvula. Para llevar a cabo esto no debe haber

ninguna presin en el lado del vstago de la vlvula.

En algunos motores, se crea un pequeo espacio entre

la punta del vstago de la vlvula y el dispositivo

actuador (balancn, seguidor,puntera, levantador).

A este espacio se le llama holgura de vlvula. La

holgura de vlvula debe ser ajustada con precisin

para evitar ruido excesivo y obtener el funcionamiento

correcto. Si la holgura de vlvula es muy grande, el

motor hace mucho ruido. Si no se tiene holgura de

vlvula, la vlvula puede no asentarse firmemente.

Los gases de la combustin se pueden escapar por el

asiento de la vlvula y eventualmente hacer un orificio

por donde se tiene la fuga de los gases. Algunos motores

estn diseados para mantener la holgura de vlvulas

mediante ajustes mecnicos tales como las calzas.

Los diseos de holgura mecnicos pueden requerir

ajustes peridicos. Algunos motores mantienen la

holgura de las vlvulas automticamente mediante el

uso de dispositivos hidrulicos de vlvulas.Un dispositivo hidrulico (levantador,puntera hidrulic

se expande bajo presin hidrulica para mantener

contacto con la punta de la vlvula en todo momento.

Durante los eventos de cierre de vlvulas, se corta la

presin del aceite, lo cual permite que la vlvula se

cierre firmemente sobre el asiento.




Resortes de las vlvulas

Los resortes de las vlvulas son los dispositivos que

mantienen a las vlvulas firmemente cerradas sobre

los asientos de las vlvulas. El resorte se instala sobre

la parte superior de la cabeza de cilindros alrededor

del vstago de la vlvula. Los asientos superior e

inferior del resorte impiden el desgaste y mantienen al

resorte en su sitio. Los candadosinstalados en el asiento

superior del resorte (algunas veces llamado retn) se

enclavan en las ranuras en el vstago de la vlvula y

mantienen a todos los componentes fijos en sus

posiciones.

ENF061-A/VF

2

1

3

4

5

6

7

Resorte de vlvula y componentes

1 Candados2 Asiento superior de resorte

3 Resorte

4 Asiento inferior de resorte

5 Sello de vlvula

6 Gua de vlvula

7 Vlvula




Tensin del res

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