Aros de Moto

GUÍA DE LABORATORIO

I. INTRODUCCIÓN.

Hoy en día el vertiginoso ritmo de vida nos lleva a sobre exigir o descuidar cierto componentes

mecánicos de nuestras motos, y en muchas de estas instancias el descuido nos puede jugar una

mala pasada… por eso es tan importante saber hacer un cambio de anillos para un motor, estos

simples elementos son los encargados de sellar el movimiento rectilíneo del pistón contra la camisa

así sellando toda la presión generada por efecto de la combustión controlada que se genera al

interior de esta. Mediante un simple procedimiento siempre teniendo en cuenta las precauciones

básicas se puede llevar a cabo esta labor de forma exitosa.

II. OBJETIVOS.

- Comprender la importancia de los anillos

- Diferenciar el montaje de los anillos dependiendo del tipo de motor

- Interpretar de forma clara información entregada por el catalogo de servicio

- Ser capaces de desarrollar un procedimiento lógico y ordenado tanto en el desarme como arme de los

componentes.

III. DURACIÓN.

3 Horas académicas

IV. PRE – REQUISITOS.

No existe.

MMS 7301 – GL08M

CAMBIO DE ANILLOS MOTOR 4 TIEMPOS

CARRERA: 446301 INGENIERIA EN MECÁNICA AUTOMOTRIZ Y AUTOTRÓNICA ASIGNATURA: MMS7301 MECANICA DE MOTOS SEMESTRE: VII

PROFESOR: CRISTOBAL GUTIERREZ ASPEE


V. BIBLIOGRAFIA.

Autor: Arias Paz, Manuel Título: “MOTOCICLETAS “32 º Edición Editorial: Cie Inversiones Editoriales Dossat Capítulo II, 1, El motor de 4 tiempos

VI. MARCO TEORICO.

PISTONES

Los pistones tienen 3 ranuras en las cuales se instalan un anillo específico en cada una.

Los anillos superiores actúan para evitar que la fuerza de la explosión de la mezcla escape a través de la

holgura entre el pistón y las paredes del cilindro hacia dentro del motor, evitando pérdida de potencia.

Los últimos son los anillos de aceite, los cuales actúan para evitar que el aceite del motor se pase a la cámara

de combustión contaminando la mezcla y emitiendo humo blanco por el escape.

Cuando un anillo sufre desgaste deja de efectuar en menor o mayor medida su función, para solucionar esto hay que cambiarlos por unos nuevos, si este es tu caso te recomendamos cambiar todo el conjunto de pistones por uno nuevo, no es costoso y obtienes mejores beneficios. Los pistones se sujetan a la biela por medio de un perno y éste a su vez se sujeta con unos seguros metálicos,

en motores de alto rendimiento es recomendable substituirlos por unos "Teflones" porque el seguro original se

puede llegar a zafar causando daños irreparables a la camisa o cilindro del pistón.

De acuerdo a la medida del pistón varia el tamaño del perno por eso. existe un tipo de teflón específico para los

diferentes pistones.


Tipos de Pistones

El pistón es un cilindro abierto por su base inferior, cerrado en la superior y sujeto a la biela en su parte

intermedia. El movimiento del pistón es hacia arriba y abajo en el interior del cilindro, comprime la mezcla,

transmite la presión de combustión al cigüeñal a través de la biela, fuerza la salida de los gases resultantes de

la combustión en la carrera de escape y produce un vacío en el cilindro que “aspira” la mezcla en la carrera de

aspiración.

El pistón, que a primera vista puede parecer de las piezas más simples, ha sido y es una de las que ha

obligado a un mayor estudio. Debe ser ligero, de forma que sean mínimas las cargas de inercia, pero a su vez

debe ser lo suficientemente rígido y resistente para soportar el calor y la presión desarrollados en el interior de l

la cámara de combustión.

Veamos en esta oportunidad algunos tipos de pistones Sealed Power de Federal Mogul que les

proporcionará una mejor comprensión de las características, beneficios y materiales de estos pistones para su

correcta aplicación.

Comenzaremos por los materiales. Los pistones de los motores actuales usan como elemento

principal el aluminio, por ser un metal con amplias cualidades.

En la fabricación de los pistones, al aluminio se le agregan otros elementos para obtener formulas

adecuadas que proporcionan las características particulares necesarias según el tipo y aplicación del motor.

Estas aleaciones son las que permiten obtener un producto de alta calidad como es el caso de los pistones

Sealed Power.

Pistones de aluminio fundido (Sufijos P, NP)

Uno de los procesos más antiguos y aún vigente, es el de la fundición de lingotes de aluminio en

grandes Crisoles (donde se calientan los metales hasta que se funden o pasan de sólido a líquido) que luego se

vacían en moldes enfriados por agua bajo sistemas especiales.

Posteriormente, comienza el proceso de mecanizado, efectuado por diferentes maquinarias controladas por

computadoras y por último pasan por una serie de procesos térmicos que les dan las propiedades requeridas

por las empresas fabricantes de equipo original. Estos mismos pistones de la marca Sealed Power son los que

tienen los vehículos que salen de la fábrica y son los mismos ofrecidos en las casas de repuestos como piezas

de reposición.


Pistones forjados a presión (Sufijo F)

En éste proceso se utilizan trozos de barras de aleaciones de aluminio cortados a la medida y sometidos a

presiones de hasta 3000 toneladas de fuerza, En los troqueles se forja con exactitud las dimensiones del pistón

y las ranuras de los anillos con maquinados a precisión para brindar optima calidad y confiabilidad en el uso de

estos, tanto en motores de uso diario como de trabajos pesados e incluso en los motores de autos de

competencias

Pistones Hipereutecticos (Prefijo H) Estos pistones son fabricados con modernos sistemas de la más alta tecnología metalúrgica en la cual se

emplean nuevas formulaciones que permiten agregar una mayor cantidad de silicio, lográndose una expansión

molecular uniforme de los elementos utilizados en su composición. Esta técnica de manufactura proporciona a

éstos pistones características especiales, tales como soportar mayor fuerza, resistencia y control de la

dilatación a temperaturas altas, disminuyendo el riesgo de que el pistón se pegue o agarre en el cilindro, la vida

útil es mayor ya que las ranuras de los anillos y el orificio del pasador del pistón son más duraderas, además se

pueden instalar en los nuevos motores e igualmente se usan en motores de años anteriores. Esta particular

tecnología de los pistones Sealed Power se impone en especial para las nuevas generaciones de motores de

alta compresión. Al usar pistones con prefijo “H” su reparación será confiable.


Pistones con capa de recubrimiento (Sufijo C)

Los primeros minutos de funcionamiento de un motor nuevo o reparado son cruciales para la vida del

motor. Los pistones de la marca Sealed Power han estado a la vanguardia de la tecnología del recubrimiento de

las faldas del pistón. Inicialmente se utilizó el estaño (éste le da un color opaco figura 3) pero por ser nocivo a la

salud ha sido eliminado por los fabricantes de pistones. En sustitución se está aplicando el nuevo recubrimiento

anti-fricción compuesto por molibdeno y grafito en las faldas.

ANILLOS

Los anillos de pistón proveen dos funciones principales en los motores. Forman un sello deslizante en

la cámara de combustión que impide que los gases de combustión de alta presión sobrepasen al

Pistón. También impiden que el aceite penetre en la cámara de combustión. Además, los anillos

transfieren parte del calor del pistón a la pared del cilindro, de donde se remueve del motor a través

del sistema de enfriamiento. Los anillos de pistón se clasifican en dos tipo: Anillos de compresión,

ubicados hacia la cima del pistón, y anillos de aceite, ubicados bajo los anillos de compresión. Los

primeros anillos de pistón se hacían con una simple sección transversal recta. Esta sección

Transversal se modificó con conicidades, biseles, hendiduras, rieles y expansores. Los materiales de

los anillos de pistón también han cambiado, desde el hierro fundido común hasta hierro perlítico y

nodular así como acero. El hierro dúctil como material de anillo de pistón, se está comenzando a usar

en motores automotrices. Los anillos de pistón se pueden proporcionar con cara de cromo o de

molibdeno.


ANILLOS DE COMPRESION;

Un anillo de compresión está diseñado para formar un sello entre el pistón que se mueve y la pared

del cilindro. Esto es para obtener potencia máxima de la presión de combustión. Al mismo tiempo,

el anillo de compresión debe mantener la fricción a un mínimo, lo cual se obtiene proveyendo

suficiente tensión mecánica estática o interconstruida, Para sostener el anillo en contacto con la

pared del cilindro durante la carrera de admisión. La presión de la cámara de combustión durante las

etapas de compresión, potencia y descarga se aplica a la parte superior y al respaldo del anillo. Esta

presión agregará la fuerza que se requiere sobre el anillo para sellar la cámara de combustión

durante estas etapas.

Fuerzas del anillo: La tensión estática mecánica del anillo resulta de la forma del mismo, las

características del material y los expansores. Los anillos se fabrican de manera que tengan forma de

leva en su estado libre. Cuando el anillo de pistón se comprime a la medida del cilindro, se torna

redondo y desarrolla la tensión estática requerida. El control adicional de anillo hace que se conforme

hacia los biseles cuando se comprime a la medida del cilindro. El torcimiento se usa para proveer un

sello en una línea de contacto sobre la pared del cilindro y dentro de la ranura del anillo deberá tener

un lado plano y a escuadra para este sello.

La presión detrás del anillo también lo forzará contra la pared del cilindro para sellar la superficie de

contacto entre anillo y cilindro.

Abertura de anillo: La abertura del anillo de pistón permitirá un ligero escape más allá de la cima del

anillo de compresión. Este escape es útil al proveer presión sobre el segundo anillo para

desarrollar una fuerza dinámica de sello. La cantidad de abertura del anillo es crítica. Demasiada

abertura permitirá una salida excesiva de gases del cilindro. En esto consiste el escape de gases de

combustión más allá de los anillos. Este escape permitirá que el aceite vuele de la pared del cilindro.

Esta pérdida de aceite es seguida por el arrastre del anillo de pistón. Una abertura estrecha, por otro

lado, hará que los extremos del anillo del pistón se pongan a tope cuando el motor está

caliente. Esta posición a tope aumenta la fuerza mecánica contra la pared del cilindro lo que causa

desgaste excesivo y posible falla del motor. En general, los anillos de pistón más fuertes requieren

aberturas más grandes. Una abertura de anillo de pistón, del tipo a tope es el más usado en motores

de combustión interna, porque es el menos costoso de fabricar. Algunos motores industriales de baja

velocidad y algunos motores diesel usan una abertura de anillo más costosa, ahusada o


de sello para disminuir la abertura. Estas aberturas se requieren para reducir pérdidas de los gases

de combustión de alta presión. A velocidades bajas, los gases tienen más tiempo para escapar a

través de la abertura.

Corte transversal de anillo: Conforme las velocidades de motor han aumentado, las fuerzas de

inercia en los anillos también han aumentado. Como resultado, los fabricantes de motores han

Encontrado deseable reducir las fuerzas de inercia de los anillos reduciendo su peso. Esto se ha

logrado angostando el anillo en fracciones desde ¼” (6 mm) hasta 1/16” (1.6 mm). Los anillos

angostos requieren menos material, ocupan menos espacio, y reducen al mínimo el arrastre. A

medida que los anillos se hacen más angostos, la ranura del anillo también se angosta. Las ranuras

de anillo angostas son difíciles de fabricar. Las ranuras de 1/16’’ (1.6mm) parecen ser el mínimo

práctico que se puede lograr en esta fabricación. Un análisis de cortes transversales de anillos de

pistón debe comenzar con una sección rectangular. Esta se modificó primero con una cara ahusada

que haría contacto con la pared del cilindro en la orilla inferior del anillo de pistón. Cuando se hace un

bisel o alivio de contrabarreno en la esquina interna superior del anillo, su corte transversal queda

fuera de balance. Esto hará que se tuerza dentro de la ranura en sentido positivo. El torcimiento

positivo dará el mismo contacto de pared que el anillo de cara ahusada. También proporciona un

sello de línea de contacto en el costado del fondo de la ranura. Algunas veces, se usan el torcimiento

y una cara ahusada en el mismo anillo de compresión, figura 30.


Caras de anillos: Los materiales sobre las caras de anillos de pistón son muy importantes para

proporcionar máxima vida de servicio. Antes de la segunda guerra mundial, los anillos eran

Totalmente de hierro fundido. Se les daba un recubrimiento fosfatizado para reducir al mínimo la

herrumbre y el arrastre inicial durante el arranque. Otros recubrimientos tenían nombres como Ferrox

y Graphitox. Estos recubrimientos son óxido ferroso y grafito, respectivamente, la práctica se modificó

durante la segunda guerra mundial. Como resultado del desarrollo de anillos de motores de aviación.

Se desarrollaron las técnicas de poner cromo duro en la cara del anillo de pistón. El cromo aumenta

grandemente la duración del anillo, especialmente donde hay materiales abrasivos en el aire. Durante

la fabricación, el anillo con recubrimiento de cromo está ligeramente biselado en las esquinas

exteriores. Los anillos con cara de cromo reciben pulimento previo con pasta abrasiva o rectificación

con piedra antes de ser empacados y embarcados para el cliente. Las caras con acabado de cromo

se muestran en una vista en corte seccional en la figura 31


ANILLOS DE CONTROL DE ACEITE;

Originalmente, los anillos no estaban divididos en de compresión y de aceite. Todos los anillos eran

rectangulares simples. Los primeros anillos que se llamaron de aceite fueron los anillos con

ahusamiento o inclinación. La esquina inferior que raspaba removía gran parte del aceite de la pared

del cilindro en la carrera hacia abajo del pistón. En el desarrollo siguiente, los anillos de aceite

tuvieron salidas por hendiduras maquinadas. Esto permitía que el aceite regresara a través del anillo

y aberturas en el pistón. Este maquinado, como se muestra en la figura 34, producía dos orillas para

raspar que funcionaba mejor que la orilla sencilla.

Ver figura 35 que muestra cómo la acción de raspar del anillo de control de aceite se puede usar para

lubricar el perno del pistón. Se colocaron expansores de resorte de acero en el respaldo de la ranura

del anillo para mejorar la tensión radial estática. Se forzaba al anillo a conformarse con la pared del

cilindro. Conformar quiere decir cambiar su forma para acoplar con la forma de la parte con la que

están en contacto. Se usan diseños de expansores. Un tipo de expansor (figura 36) actúa como

resorte entre la base de ranura del anillo y éste. La fuerza de otro tipo de expansor (figura 37) resulta

de la fuerza radial cuando los dos extremos del expansor quedan a tope uno con otro. Esto forma

tensión estática conforme el anillo es forzado a entrar en la ranura por el cilindro.


VII. ACTIVIDADES.

7.1 CAMBIO DE ANILLOS Y DIAGNOSTICO DE COMPONENTES.

A) EQUIPOS REQUERIDOS

- Motor muerto 4 tiempos

B) NUMERO ALUMNOS SUGERIDOS

- Se recomienda realizar esta actividad con un máximo de tres alumnos.

C) INTRUMENTOS REQUERIDOS

- Manual de servicio de la moto a trabajar

D) HERRAMIENTAS REQUERIDAS

- Caja de Herramientas

- Caja dado ½ “ hexagonal

- Llave de torque ½”

- Micrómetro

- Feeler

E) DESCRIPCION Y PROCEDIMIENTO

1. Ubicar una moto que monte este tipo de carburador.

2. Antes de soltar los pernos de la culata debemos fijar el motor en las siguientes posiciones.


3. Por la parte superior del motor, debemos hacer coincidir las marcas ubicadas en la culata vs la

polea del leva, una vez coincidida esta marca aseguramos que el motor se encuentre en la

carrera de compresión, logrando así liberar la presión de los camones por sobre las válvulas.

4. Por otra parte, debemos fijar la posición del cigüeñal, se debe tener en consideración que una

vez coincidida la marca ubicada en el paso 3, la marca ubicada en el sector del cigüeñal deberá

coincidir de forma automática.

5. Una vez ubicadas y fijadas las marcas anteriormente solicitadas debemos proceder a soltar el

perno que hace solidario el leva con su correspondiente polea dentada. Para esto se debe

trabar el cigüeñal con un barrote, y por la parte superior se suelta el perno del eje de leva como

un perno ordinario, si no trabamos el cigüeñal, al momento de girar el leva esta giraría libre

impidiendo el poder soltar el perno.


6. Extraer el tensor de la cadena de distribución para así la cadena tome juego libre y así proceder

a desmontar la polea dentada.

7. Se procede a soltar los pernos ubicados en la parte superior de la culata, siempre es

recomendable seguir un orden de trabajo dado por el manual de servicio, tal como el que se

muestra a continuación.

8. Una vez extraídos los pernos anteriormente aflojados se puede proceder a retirar la culata

desde la parte superior del motor.


9. En este punto es siempre recomendable realizar una inspección visual del elemento extraído, la

idea es siempre buscar algún tipo de defecto que pudiese presentarse.

10. Para hacer el cambio de anillos debemos extraer ahora el cilindro del motor, el procedimiento

de extracción es el mismo que para el retiro de la culata.

11. Acabado el procedimiento anterior recién se tiene acceso al elemento que nos convoca.


12. Teniendo el pistón a la vista se procede al desmontaje del mismo desde la conexión con la

cabeza de la biela, se debe retirar al menos un seguro y luego retirar el bulón.

13. Antes de desmontar los anillos se debemos medir con la ayuda de un feeler la holgura que

pudiese existir entre la caja del anillo y el anillo. Si esta holgura excede a la indicada en el

catalogo de servicio, debe ser reemplazado el pistón y los anillos. Si la medida está dentro de

los límites se conserva el pistón y cambiamos solo anillos.

HOLGURA ANILLO Y CANAL PISTON

medida obtenida valor limite

anillo superior

anillo inferior


14. Retirar los anillos desde el pistón.

15. Insertar los anillos por separado en el interior del cilindro con el fin de obtener el valor de

separación entre puntas, usando un feeler, si este valor esta fuera del límite, estos deben ser

cambiados.

HOLGURA ENTRE PUNTAS DEL ANILLO


anillo superior

anillo inferior

anillo aceitero

16. Antes de armar, en necesario mesurar si es que existe alguna holgura entre el bulón y el

alojamiento del bulón en el pistón.

17. Para medir el diámetro del bulón, se debe utilizar un micrómetro exterior, antes de realizar la

medición se debe realizar una inspección visual, de haber algún tipo de decoloración o estrías

este debe ser cambiado sin proceder a medir.


DIAMETRO DEL PASADOR


diámetro exterior

18. Proceder a medir el diámetro interno del alojamiento del pasador en el pistón con la ayuda de

un micrómetro interior.

19. Obtenidos las mediciones, debemos calcular la holgura existente entre los elementos medidos.

En el caso que la holgura medida sea superior a la indicada en el catalogo de servicio, estos

elementos deben ser reemplazados.

HOLGURA PASADOR Y ALOJAMIENTO

diámetro del bulón - diámetro alojamiento = holgura

- =

limite según catalogo =

DIAMETRO ALOJAMIENTO PASADOR


diámetro interior


20. Completar la siguiente tabla de códigos, estos deben ser obtenidos desde el catalogo de

despiece.

CODIGO DE PARTES

código

pistón

anillos

pasador

seguros pasador

empaquetadura culata

empaquetadura base cilindro

21. Realizado el diagnostico y cambiado los elementos que fuese necesario se procede al re

armado del conjunto, este debe ser en el orden inverso al desarme.

22. Antes de comenzar, se debe completar la siguiente tabla y especificar los torque de apreté

según el elemento a trabajar.

TORQUES DE AJUSTE

torque según manual N*m Lbr * pie

bujía

perno culata

tapón regulador válvula


23. Montar el pistón en la biela, es importantísimo verificar la posición de montaje del pistón,

generalmente esta está dada por una marca es su cabeza, generalmente una flecha que indica

la posición de montaje, teniendo como referencia la válvula de escape.

24. Montar los anillos, para los motores 4 tiempos, debemos considerar como primordial la

información dada por el manual de servicio, esta entrega los ángulos en los cuales deben

quedar montadas las aberturas de los anillos.

25. En el recuadro que sigue, se debe ilustrar los ángulos de montaje dados por el manual de

servicio.


26. Montar los anillos en el pistón según los ángulos señalados.

27. Montar el cilindro, para esto se debe presionar con los dedos los anillos procurando apretarlos

lo suficiente para poder hacer ingreso del conjunto al interior del cilindro y a su vez estos anillos

no se deben girar de lo contrario perderán los ángulos de ensamble. Es indispensable el

correcto posicionamiento de la cadena de distribución en el montaje del cilindro, a medida que

este sea montado hacia el motor debemos procurar extraer la cadena al exterior del mismo.

28. Una vez fijado el cilindro en su lugar, se procede al montaje de la culata, se debe mantener la

precaución referente a la cadena de distribución.

29. Ubicada la culata, se debe proceder a montar los pernos de culata y brindar el torque indicado

en el punto 22.

30. Para el calado del motor, de deben fijar las mismas posiciones que al momento del montaje,

revisar puntos 3 y 4.

31. Ya calado el motor, se debe proceder al montaje del tensor de cadena en su alojamiento, es

imprescindible realizar el montaje de este una vez que el motor ah sido puesto a punto

nuevamente.


32. Una vez montados todos los elementos mencionados, debemos hacer girar el motor con la

pata de arranque y sin la presencia de la bujía, si este giro se hace de forma libre sin sentir

ningún tipo de golpe o ruido anormal, este motor podría estar nuevamente en condiciones de

arranque.

F) GUIA AUTO EVALUACION

Guía de auto evaluación para el alumno

Conteste las siguientes preguntas y luego realice una evaluación a su compañero. ¿Importancia de los ángulos de montaje? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ¿Qué síntomas tendría un motor con desgaste excesivo de anillos? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


¿Que podría suceder si en el montaje de los seguros del pistón alguno de ellos queda mal montado? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


VIII. PAUTA EVALUACION GUIA.

Rut Nota

Alumno

Fecha

Asignatura MMS7301 MECANICA DE MOTOS Sigla MMS 7301 - GL08M

Sección

N°Actividad 08M Nombre CAMBIO DE ANILLOS MOTOR 4 TIEMPOS

Descripción

60% Habilidades

%

Descripción

S/ Herramientas

10% Selecciona la herramienta adecuada para el trabajo a realizar.

U/ Herramientas

20% Usa correctamente la herramientas

P/ Desarme 15% Utiliza procedimiento adecuado y cuidadoso al desarmar componentes.

P/ Armado 15% Utiliza procedimiento adecuado y cuidadoso al armar componentes.

40% Diagnostico e Información

Descripción

P/ Diagnostico

30% Realiza el diagnostico siguiendo un desarrollo desde lo más simple a lo más complejo

P/ Información

10% Utiliza la información de la guía o manual del fabricante en el procedimiento de diagnostico y desarme

N1:

Actitudes : Descuento (si se aplica) en cada ítem - Máximo 30%

- No Logrado

Descripción

- Logrado

Orden 0.5 Mantiene su espacio de trabajo ordenado mientras realiza la experiencia y se comporta en forma ordena mientras realiza las actividades

Limpieza 0.5 Mantiene su espacio de trabajo limpio mientras realiza la experiencia y se preocupa de que quede limpio al finalizar la actividad

Cuidado 1.0 Realiza la experiencia cuidando no producir daños físicos a los componentes, compañeros y a sí mismo.

Seguridad 1.0 Observa las normas y ocupa los implementos de seguridad al trabajar

Autocontrol 0.5 Se mantiene controlado a pesar de los intentos fallidos y ante la presión del tiempo para realizar las actividades

Descuento

El alumno debe Repetir la experiencia Pasar a la experiencia siguiente

Firma Alumno

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