10D_Villagomez_Juan_Partes_de_un_Motor

INSTITUCIÓN EDUCATIVA

"CENTRAL TÉCNICO"

                                                                                                                   

                        

 PROYECTOS ESCOLARES  MECÁNICA AUTOMOTRIZ 

Tema: Partes de un Motor

Alumno: Villagomez Ugsha Juan  

Docente:Ing. Julio Calvopiña Herrera, MSc.

 Año Lectivo

2018-2019 

Partes de un motor

1.-Árbol de Levas

Un árbol de levas es un mecanismo formado por un eje en el que se colocan distintas levas, que pueden tener variadas formas y tamaños, y están orientadas de diferente manera para activar diferentes mecanismos a intervalos repetitivos, como por ejemplo unas válvulas. Es decir, constituye un temporizador mecánico cíclico, también denominado programador mecánico.
En un motor, controla la apertura y el cierre de las válvulas de admisión y escape, por lo que hay tantas levas como válvulas tenga. Dichas levas pueden modificar el ángulo de desfase para adelantar y retrasar la apertura y el cierre de las mismas, según el orden de funcionamiento establecido.

El árbol de las levas consta de un eje con una serie de elementos, entre los cuales se encuentran los camones o levas ya citados —prominencias del árbol con un tramo curvilíneo (llamado «cresta» del camón), que es el que actúa sobre el taqué— y unos muñones de apoyo sobre los que gira, cuyo número varía en función del esfuerzo a transmitir. Sobre el mismo árbol va situada, sobre todo en motores antiguos, una excéntrica para el accionamiento de la bomba de combustible, y el piñón de arrastre para el mando del distribuidor de encendido en los motores de gasolina.
El árbol gira sobre cojinetes de fricción o bien sobre taladros de apoyo practicados directamente sobre el material de la culata. Está lubricado mediante el circuito de lubricación, a través de conductos que llegan a cada uno de los apoyos. Los árboles de levas se fabrican en una sola pieza de hierro fundido o de acero forjado, debe tener gran resistencia a la torsión y al desgaste, para ello, se le da un tratamiento de templado. El desgaste del árbol de levas puede suponer una modificación del diagrama de distribución, redundando en una disminución del rendimiento del motor.

2.-Pistón

Un pistón es uno de los elementos básicos del motor alternativo, en particular del motor de combustión interna

 Su función principal es la de constituir una pared móvil de la cámara de combustión, transmitiendo la energía de los gases de la combustión al cigüeñal mediante un movimiento alternativo dentro del cilindro. 

Dicho movimiento se copia en el pie de biela, pero se transforma a lo largo de la biela hasta llegar a su cabeza al muñón del cigüeñal, en donde dicha energía se ve utilizada al movilizar dicho cigüeñal. 

De esta forma el pistón hace de guía al pie de biela en su movimiento alternativo.

 

 

El pistón es una pieza metálica tronco cónica compuesta por tres partes que son: la cabeza, el cuerpo y la pollera o falda. La parte superior o cabeza es la parte más reforzada del mismo ya que se encarga de recibir el empuje de la expansión de los gases dentro del cilindro durante el desarrollo del ciclo.Los pasadores de pistón están hechos de aluminio. Se trata de un émbolo que se ajusta al interior de las paredes del cilindro mediante aros flexibles llamados segmentos o anillos. Efectúa un movimiento alternativo, obligando al fluido que ocupa el cilindro a modificar su presión y volumen o transformando en movimiento el cambio de presión y volumen del fluido. Entre las características que debe reunir se cuentan:

                                                

   

3.-Volante motor

                                            

El volante motor, también llamado volante de inercia, es una pieza que se encuentra situada en el extremo del cigüeñal. Su cometido es regular el giro del cigüeñal. Unido al volante motor se sitúa el embrague, transmitiendo el movimiento del motor a la caja de cambios y, posteriormente, a las ruedas. A la hora de sustituir el embrague de nuestro coche, es muy importante revisar el estado del volante motor y sustituirlo si es necesario.

El cigüeñal, debido al giro propio del motor, hay momentos en los que se aplica un impulso para acelerarlo, mientras que en otros tiende a pararse. Con la ayuda del volante motor, el giro del cigüeñal se regula y se mantiene constante. La energía que recibe en cada impulso, la devuelve posteriormente.

El material con el que está fabricado de forma habitual es de fundición. El montaje del volante motor sobre el cigüeñal se realiza en una única posición posible. Con esto, lo que conseguimos es equilibrar perfectamente el movimiento del motor. Cuantos más cilindros tenga el motor del coche, el giro de este será más regular, por lo que la masa necesaria del volante motor será menor.

Pero eso no es todo ya que, según las características del motor, será necesario montar un tipo de volante motor u otro. Es necesario tener en cuenta el arranque del motor, el ralentí o las aceleraciones, entre otros.

Si queremos conseguir un arranque del motor más sencillo o queremos mantener un correcto ralentí, el volante motor debe tener una masa mayor, mediante el cual conseguimos acumular una gran cantidad de energía en la primera fase, que será devuelta en las sucesivas. Si el motor está diseñado para tener una aceleración rápida, el volante motor que equipe el vehículo debe tener una masa menor, ya que facilita la aceleración.

En el contorno del volante motor se sitúa una corona dentada. Esta corona se utiliza para poner en marcha el motor gracias al motor de arranque, así como controlar las revoluciones de giro del motor, r.p.m., mediante el sensor correspondiente. En la parte exterior del motor también podemos encontrar información útil sobre las marcas del p.m.s. (punto muerto superior) y el avance del encendido.

Hoy en día, también nos podemos encontrar un volante motor bimasa. Estos volantes se componen de dos platos y, en medio de ellos, se sitúa un muelle helicoidal y un rodamiento de bolas. Además, con este tipo de volantes conseguimos un desembrague más progresivo, así como una reducción del ruido y vibraciones.

4.-Biela

Se puede denominar biela a un elemento mecánico que, sometido a esfuerzos de tracción o compresión, transmite el movimiento articulando a otras partes de la máquina. Por ejemplo, en un motor de combustión interna conectan el pistón al cigüeñal. 

Actualmente las bielas son un elemento básico en los motores de combustión interna y en los compresores alternativos. Se diseñan con una forma específica para conectarse entre las dos piezas, el pistón y el cigüeñal. Su sección transversal o perfil puede tener forma de H, I o + . El material del que se fabrican es de una aleación de acero, titanio o aluminio. En la industria automotor todas se fabrican por forja, pero algunos fabricantes de piezas las hacen mediante mecanizado.

Partes de la biela

Se pueden distinguir tres partes de la biela:

• La parte trasera de biela en el eje del pistón, es la parte con el agujero de menor diámetro, y en la que se introduce el casquillo a presión, en el que luego se inserta el bulón, un cilindro o tubo metálico que une la biela con el pistón.
• El cuerpo de la biela es la parte central, está sometido a esfuerzos de tracción-compresión en su eje longitudinal, y suele estar alegerado, presentando por lo general una sección en forma de doble T, y en algunos casos de cruz.
• La cabeza es la parte con el agujero de mayor diámetro, y se suele componer de dos mitades, una solidaria al cuerpo y una segunda postiza denominada sombrerete, que se une a la primera mediante pernos.
  • Entre estas dos mitades se aloja un casquillo, cojinete o rodamiento, que es el que abraza a la correspondiente muñequilla o muñón en el cigüeñal.¹ ​

 5.-Cigüeñal

Un cigüeñal o cigoñal es un eje acodado, con codos y contrapesos presente en ciertas máquinas que, aplicando el principio del mecanismo de biela-manivela, transforma el movimiento rectilíneo alternativo en circular uniforme y viceversa.
En los motores de automóviles el extremo de la biela opuesta al bulón del pistón (cabeza de biela) conecta con la muñequilla y es la parte que se une al cigüeñal, la cual junto con la fuerza ejercida por el pistón sobre el otro extremo (pie de biela) genera el par motor instantáneo, que esta acoplado un casquillo antifricción para la unión con el pistón, a través de un eje llamado bulón. El cigüeñal va sujeto en los apoyos, siendo el eje que une los apoyos el eje del motor.

Esquema de funcionamiento de un Cigüeñal (Pieza roja), Pistones (Grises),en sus cilindros (Azules),y volante (negro)
   

Normalmente se fabrican de aleaciones capaces de soportar los esfuerzos a los que se ven sometidos y pueden tener perforaciones y conductos para el paso de lubricante. Sin embargo, estas aleaciones no pueden superar una dureza a 40 Rockwell «C» (40 RHC), debido a que cuanto más dura es la aleación más frágil se hace la pieza, y se podría llegar a romper debido a las grandes fuerzas a las que está sometida. Hay diferentes tipos de cigüeñales; los hay que tienen un apoyo cada dos muñequillas y los hay con un apoyo entre cada muñequilla. 

Por ejemplo, para el motor de automóvil más usual, el de cuatro cilindros en línea, los hay de tres apoyos (hoy ya en desuso), y de cinco apoyos, el más común actualmente.

En otras disposiciones como motores en V o bien horizontales opuestos (boxer) puede variar esta regla, dependiendo del número de cilindros que tenga el motor. El cigüeñal es también el eje del motor con el funcionamiento del pistón y gradualmente se usa así en los automóviles con motor de combustión interna actuales. 

6.-Carter 

El cárter es una de las partes de las que se compone un motor, habitualmente tiene forma de caja metálica que aloja elementos de mecanismos operativos del motor como el cigüeñal. Es el elemento que cierra el bloque, de forma estanca, por la parte inferior, protegiéndolo, y que cumple adicionalmente con la función de actuar como depósito para el aceite del motor. Simultáneamente, este aceite se refrigera al ceder calor al exterior.
 
 Normalmente el cárter se fabrica por estampación a partir de chapa de acero. su forma cóncava aporta la capacidad de almacenaje de aceite necesaria para cada motor, cantidad que se comprueba verificando el nivel mediante una varilla o sonda con sus correspondientes marcas. Con el objeto de evitar el alojamiento del aceite, se suelen disponer en el cárter chapas que frenan el desplazamiento del mismo, especialmente en el sentido de la marcha.

El cárter también se fabrica con aleaciones ligeras de aluminio que sin aportar demasiado peso, y debido a su buena conductibilidad térmica, disipan una gran cantidad de calor, a lo que contribuye en muchos casos la presencia de aletas de refrigeración. El empleo de este material presenta la ventaja añadida de que disminuye el nivel acústico del motor.

El cárter está fijado al bloque motor mediante tornillos con interposición de una junta de estanqueidad, y en el parte inferior del mismo está situado el tapón roscado que permite su drenaje. Las juntas de estanqueidad se fabrican de corcho o materiales sintéticos, pero existe una tendencia a la aplicación de juntas líquidas o masillas sellantes que polimerizan en poco tiempo en contacto con el aire. 
Este tipo de juntas exigen una adecuada limpieza antes de su aplicación. En ocasiones, el cárter se atornilla conjuntamente al bloque motor y al cambio de marchas, lo que aporta una rigidez suplementaria al conjunto cambio-motor.

7.- Correa de Distribución

 La correa de distribución, banda de distribución, faja de distribución o correa dentada, es uno de los más comunes métodos de transmisión de la energía mecánica entre un piñón de arrastre y otro arrastrado, mediante un sistema de dentado mutuo que posee tanto la correa como los piñones, impidiendo su deslizamiento mutuo.

 Se emplea muy frecuentemente en motores Otto y diésel de 4 tiempos entre el cigüeñal y el árbol de levas, en motores de motocicletas y maquinaria industrial, de forma general, es una correa de goma que normalmente enlaza un generador de movimiento con un receptor de la misma por medio de poleas o piñones.

 

Funcionamiento

En automoción, usada en muchos motores de 4 tiempos tanto diesel como gasolina, la correa de distribución transmite el movimiento desde el cigüeñal al árbol de levas, con una relación de transmisión o de desmultiplicación de 1 : 2, es decir el árbol de levas gira a la mitad de revoluciones que el cigueñal. 

 Va montada sobre unas ruedas dentadas llamadas piñones. La función de esta correa es sincronizar los 4 tiempos del motor, la apertura y cierre de las válvulas de admisión y escape y la función del encendido del motor ya sea la chispa de la bujía o la sincronización de los inyectores diesel.

  Su forma, material, longitud y ubicación varían dependiendo del tipo de motor. En muchos casos arrastra también la bomba de refrigerante y / o la bomba de aceite del motor. Hay motores que poseen más de una correa, por ejemplo para ejes contrarrotantes antivibratorios.

La correa de distribución, o correa dentada, debe sustituirse periódicamente dependiendo del uso, ya que el desgaste que se produce en ésta puede provocar daños graves en la culata, especialmente las válvulas, e incluso en los pistones. 
En los motores diesel de bomba rotativa está sometida a mucho más trabajo por las compresiones/descompresiones cíclicas del gasoil; esta circunstancia se ha eliminado con las bombas de alta de los sistemas Common-Rail.

 Longitud de Correa

Dentro de las especificaciones de una correa es necesario conocer su longitud, y en muchos casos se debe calcular. Para realizar el cálculo de la longitud de una correa debemos conocer: la distancia entre los centros de las poleas y los radios de dichas poleas. En el caso de un sistema con dos únicas poleas o tambores, el cálculo se realiza de la siguiente manera: 


${\displaystyle L=2{\sqrt {c^{2}-(R_{2}-R_{1})^{2}}}+R_{2}(\pi +2\beta )+R_{1}(\pi -2\beta )}$

 
Entonces conociendo estos datos se pueden realizar los siguientes cálculos, mediante los arcos de círculo y dimensiones de ángulos:

• c: Distancia entre centros
• ${\displaystyle R_{1}}$: radio del tambor o polea 1
• ${\displaystyle R_{2}}$: radio del tambor o polea 2
• ${\displaystyle \beta }$ : ángulo de contacto correa-tambor