Básico Mecánica Gasolina

8/10/2019 Bsico Mecnica Gasolina

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BMW Service

Aftersales Training -Informacin bsica.Mecnica del motor.


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Toda la informacin contenida en la informacin de producto constituye, junto con el libro detrabajo, una herramienta slida y fundamental de la literatura de formacin del BMW AftersalesTraining.

Modificaciones y suplementos de los datos tcnicos deben tomarse de la informacinactualizada correspondiente de BMW Service.

Actualizacin de la informacin: noviembre de 2007

Contacto: [email protected]

2007 BMW AGMnchen, GermanySoloestpermitidalareproduccin,totaloparcial,conlaautorizacinporescritodeBMW AG, MnchenVS-12 Aftersales Training


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Informacin bsica.Mecnica del motor.

Estructura

Control del motor

Lubricacin y refrigeracin


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Indicaciones sobre esta informacin bsica

Smbolos utilizados

Para facilitar la comprensin y destacar la informacin importante, en lapresente informacin de producto se utilizan los siguientes smbolos:

3 Contiene informacin que permite transmitir mejor un concepto enrelacin con los sistemas descritos y su funcionamiento.

1Identifica el final de una indicacin.

Actualidad y variantes nacionales

Los vehculos BMW responden a las ms elevadas exigencias en cuantoa seguridad y calidad. Las modificaciones aplicadas para mejorar losaspectos referentes a la proteccin medioambiental, a las ventajas para elcliente, al diseo o a la construccin conllevan un continuo desarrollo desistemas y componentes. Por esta razn puede haber alguna diferenciaentre esta informacin de producto y los vehculos disponibles para larealizacin del curso.

Esta documentacin describe nicamente los vehculos con volante a laizquierda de modelos europeos. En los vehculos con el volante a la

derecha, algunos elementos de mando o componentes presentan unadisposicin parcialmente diferente a la mostrada en los grficos de estainformacin de producto. Las variantes de equipamiento especficas decada mercado o pas tambin pueden suponer diferencias con respectoa la informacin de producto.

Fuentes de informacin adicionales

Podr encontrar ms informacin sobre cada uno de los temas en:

- El manual de instrucciones

- El Sistema de diagnstico BMW

- La documentacin de los sistemas de taller

- La Tcnica del Servicio Posventa BMW.


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ndice.Mecnica del motor.

Introduccin 1

Vista general del sistema 19Estructura y relaciones 19Crter del motor 23Mecanismo de cigeal 26

Accionamiento de vlvulas 30Lubricacin 35Sistema de refrigeracin 39

Componentes del sistema 45Crter del motor 45Mecanismo de cigeal 58Accionamiento de vlvulas 71Lubricacin 83

Sistema de refrigeracin 94


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Introduccin.Mecnica del motor.

Introduccin

Hace ya ms de cien aos se fabric el primervehculo. Un vehculo se caracteriza por quecuenta con una fuente de accionamientopropia, es decir, no es propulsado ni por un serhumano ni animal. Para el accionamiento delos vehculos se utilizan casi exclusivamentemotores de combustin.

Los motores de combustin constituyen unsubgrupo dentro de las mquinas decombustin.

En una mquina de este tipo se quema undeterminado combustible y el calor generadose utiliza para crear una presin que,finalmente, hace que un componentemecnico se ponga en movimiento. En estecaso se produce una transformacin de laenerga.

Se trata de un proceso termodinmico quetransforma en movimiento la energa qumicaalmacenada en el combustible.

Dentro de las mquinas de combustin sedistinguen diferentes grupos. En la siguiente

lista se muestran las caractersticas distintivas: Tipo de proceso

El proceso es la principal caractersticadistintiva. Se distingue entre procesosabiertos y cerrados.

En los procesosabiertos, la combustinse produce en una cmara de trabajo, por loque tambin se habla de combustininterna. El gas de combustin (mezcla decombustible y aire) acta al mismo tiempo

como medio de trabajo, por lo que tambingenera directamente el movimiento.

En los procesoscerrados, la combustinse realiza fuera de la cmara de trabajo(combustin externa). Dentro de dichacmara existe otro medio de trabajo, que esel que se calienta y genera el movimiento.

Tipo de combustin

La combustin puede sercontinua o cclica.

Cclica significa que siempre se repite lacombustin completa.

Tipo de encendido

El gas de combustin puede encendersepor s mismo o puede haber una fuente deencendido externa.

Tipo de mquina

Se distingue entre motores y turbinas. Losmotores tiene una cmara de trabajo quemodifica su volumen debido al movimientode un pistn. Un diseo especial es elmotor de pistn de combustin interna, enel que el pistn se desplaza en sentidolineal hacia arriba y hacia abajo.

En esta documentacin slo se trata el tipo demquina de combustin que se utiliza en lamayora de los vehculos. Se trata de un motorde combustin con accionamiento por pistny combustin cclica e interna (procesoabierto).Enestecasoseutilizantantomotorescon encendido externo como conautoencendido.


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Motor de gasolinaEn 1876, Nikolaus August Otto registr lapatente de un motor de cuatro tiempos conencendido externo y accionamiento porpistn. Esta mquina se denomin en suhonor "motor Otto", aunque se conoce mspopularmente como motor de gasolina. Juntocon el motor disel, que presenta un diseosimilar, el motor de gasolina es uno de los msusados en la fabricacin de vehculos.

En el motor de gasolina se genera energa

trmica mediante la combustin cclicade unamezcla de gasolina y aire. Esta combustin seproduce en un compartimento cerrado deforma cilndrica. Esta cmara se denomina"cmara de combustin" y su tamao semodifica por un pistn mvil. La energatrmica genera una elevada presin en lacmara de combustin que ejerce una fuerzacontra los lmites de dicha cmara (paredes ycubierta de la cmara, as como pistn). Estafuerza hace que el pistn se mueva.

Este pistntransfiere la fuerzay el movimientoal cigeal mediante una biela, transformandoel movimiento recto del pistn en unmovimiento giratorio. El pistn realizacontinuamente movimientos ascendentes ydescendentes. Los puntos de inversin delpistn se denominan tambin puntosmuertos, de forma que la cmara decombustin tiene en el punto muerto superior(PMS) el mnimo volumen, y en el puntomuerto inferior (PMI), el mximo.

En un motor convencional de gasolina, el airey la gasolina se mezclan fuera de la cmara decombustin y despus se inyectan en esta.Los motores de gasolina ms modernos, losllamados motores de inyeccin directa,forman la mezcla de aire y gasolinadirectamente en la cmara de combustin.

El motor de gasolina dispone de encendidopor chispa, de forma que la mezcla entra encombustin por la accin de una bujaelctrica.

1 - Estructura de un motor de gasolina

ndice Explicacin

1 Vlvula de admisin

2 Buja de encendido

3 Vlvula de escape

4 Canal de salida

5 Pistn

6 Biela

7 Cigeal

8 Crter de aceite

9 Crter del cigeal

10 Camisa de agua

11 Cmara de combustin

12 Canal de salida

13 Culata


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Motor diselEl otro tipo de motores frecuente en losvehculos es el motor disel. Su principio defuncionamiento se diferencia en pocosaspectos del explicado anteriormente para elmotor de gasolina.

En el motor disel tambin se produce unacombustin cclica en la cmara decombustin, y tambin hay un pistn que es elencargo de transmitir la fuerza generada.

Sin embargo, en este motor la mezcla seforma en la propia cmara de combustin, esdecir, el aire y el combustible se introducenpor separado en la cmara.

Otra diferencia con respecto al motor degasolina radica en el sistema de ignicin. En elmotor disel, el combustible se enciende pors mismo debido a la temperatura y lasrelaciones de compresin. No necesita portanto una buja.

Cuatro tiemposTanto los motores de gasolina como disel secaracterizan por su combustin cclica. Pararealizar la combustin se requiere un procesocompleto en el que se introducen el aire y elcombustible en la cmara de combustin y enel que, una vez finalizada esta, se evacan losgases de escape.

Todo este ciclo de trabajo que se repitecontinuamente se divide en tiempos. Cadatiempo tiene su propia funcin. Hoy en da, lo

ms habitual es que los motores modernos devehculo sean de cuatro tiempos. Se trata delos siguientes:

Carrera de admisin

Se aspira hacia el interior de la cmara decombustin el aire o la mezcla de gasolina yaire.

Carrera de compresin

El aire aspirado o la mezcla de gasolina yaire son comprimidos por el pistn.

Carrera de explosin

La mezcla de aire y combustiblecombustiona. La presin generadadesplaza el pistn hacia abajo.

Carrera de escape

Los gases de escape son expulsados de lacmara.

Para realizar la admisin y el escape, la cmaracuenta en su parte superior con vlvulas que,segn cada caso, seabren o secierran. Dichasvlvulas se diferencian por su funcin. A travsde las vlvulas de admisin se aspira el aire o

la mezcla de gasolina y aire. A travs de las

vlvulas de escape se expulsan los gases deescape.

A continuacin se explica detalladamente elciclo de cuatro tiempos tomando comoejemplo un motor de gasolina. Las relacionesque se producen en la cmara de combustindurante cada tiempo se representan en undiagrama p-V, donde p es la presin y V, elvolumen.

Este diagrama muestra la presin que existeen la cmara de combustin segn elvolumendisponible. Este volumen es modificado por el

cambio de posicin del pistn.

2 - Diagrama p-V de un motor de gasolina

ndice Explicacin

1 Punto muerto superior (PMS)

2 Punto muerto inferior (PMI)

3 Cilindrada (Vh)

4 Presin ambiental (p0)


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Primer tiempo: AdmisinAl inicio del primer tiempo, el pistn seencuentra en el punto muerto superior y sedesplaza hacia el punto muerto inferior. Lavlvula de admisin se abre.

El movimiento descendente del pistn haceque se ample el volumen de la cmara. Estogenera una leve depresin, de forma que atravs de la vlvula de admisin se aspiramezcla de gasolina y aire hacia el interior de lacmara.

En el momento en que el pistn llega el puntomuerto inferior, la cmara de combustin estllena de mezcla de gasolina y aire. La vlvulade admisin se cierra.

3 - Carrera de admisin

4 - Diagrama p-V del primer tiempo


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Segundo tiempo: CompresinCon las vlvulas cerradas, el pistn sedesplaza del punto muerto inferior al superior.

El volumen de la cmara se reduce,comprimiendo as la mezcla de gasolina y aire,que no tiene posibilidad de fuga. La presindentro de la cmara se incrementaconsiderablemente.

Debido a la rapidez de la compresin, tambinaumenta la temperatura.

Poco antes de llegar al punto muerto superior,una chispa de la buja hace que la mezcla seencienda. Esto se denomina punto deencendido. La mezcla de gasolina y aire sequema liberando energa trmica. El gas sedilata enormemente al aumentar latemperatura. Dado que la cmara decombustin es un espacio cerrado, el gas no

se puede dilatar con tanta rapidez. Estoprovoca un incremento considerable de lapresin en el interior de la cmara.

5 - Carrera de compresin

6 - Diagrama p-V del segundo tiempo

7 - Diagrama p-V de la compresin


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Tercer tiempo: ExplosinLa elevada presin que existe en la cmaraejerce fuerza contra sus lmites (paredes ycubierta de la cmara, as como pistn). Estafuerza hace que el pistn se desplace hacia elpunto muerto inferior.

El volumen aumenta, haciendo que el gas sepueda dilatar y que se reduzca la presin.

De esta forma se obtiene rendimiento. Laenerga qumica almacenada en elcombustible se transforma en trabajomecnico.

Esta dilatacin hace que la temperaturadescienda.

Al alcanzar el punto muerto inferior, la vlvula

de escape se abre; de esta forma, la presindesciende hasta igualarse con la presinambiental.

8 - Carrera de explosin

9 - Diagrama p-V del tercer tiempo


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Cuarto tiempo: EscapeEl pistn se desplaza desde el punto muertoinferior al superior.

Se reduce el volumen de la cmara decombustin. Al estar abierta la vlvula deescape, se expulsan los gases quemados. Lapresin aumenta ligeramente dentro de lacmara y vuelve a descender hasta el final delciclo hasta igualarse con la presin ambiental.

Al final del cuarto tiempo, en el momento enqueelpistnalcanzaelpuntomuertosuperior,la vlvula de escape se cierra.

El proceso empieza de nuevo con otroscuatrotiempos.

10 - Carrera de escape

11 - Diagrama p-V del cuarto tiempo


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Diferencias entre un motor de gasolina yuno disel

En principio, los cuatro tiempos se desarrollandel mismo modo en un motor de gasolina y enuno disel. La diferencia principal es que eneste ltimo no se aspira mezcla decombustible y aire, sino simplemente aire. Alfinal del ciclo de compresin, justo antes dealcanzar el punto muerto superior, no seproduce el encendido, sino que se inyectagasleo a gran presin en la cmara decombustin. Debido a la temperatura y a lasrelaciones de compresin que se dan

entonces en la cmara, el gasleo se enciendepor s mismo.

La combustin se produce ms lentamenteen un motor disel que en uno de gasolina. Enel motor de gasolina la presin se incrementade repente en la cmara de combustin

porque el pistn no se desplaza hacia abajotanrpidocomoserealizalacombustin.Enelmotor disel la combustin se desarrolla tanlentamente que el pistn ya se encuentra denuevo en un movimiento descendente. Estohace que la presin se mantengaprcticamente constante durante el ciclo detrabajo.

Porestemotivo,sedicequeenelmotordiselse produce una combustin a presinconstante. En cambio, el motor de gasolinapresenta una combustin a volumenconstante, porque toda la combustin se

desarrollamientras el volumende la cmarasemantiene prcticamente igual.

La presin en la cmara de combustin de losmotores disel es considerablementesuperior que en los motores de gasolina.

Magnitudes de referenciaLos tiempos dependen de la posicin delpistn y del sentido de su movimiento. Elhecho de que el pistn est unido al cigeal

por medio de la biela nos indica cul es larelacin que existe entre los tiempos y laposicin del cigeal.

La posicin del cigeal se mide en grados []con respecto a dos puntos de referencia.Tambin se utiliza el trmino ngulo delcigeal. Los puntos de referencia son lospuntos muertos superior e inferior del pistn.

La indicacin del ngulo del cigeal se mideengrados antes y despus del PMS o del PMI,es decir, los grados del ngulo en que seencuentra el cigeal antes o despus de queel pistn pase por el punto muerto.

Por cada ciclo, el cigeal se mueve 180, deforma que el pistn cambie de un puntomuerto al otro. En un motor de cuatro tiemposse produce por tanto un desplazamiento de720para un ciclo completo, es decir, elcigeal da dos vueltas completas.

Fases de distribucin

La aspiracin de una mezcla de gasolina y airey la expulsin de los gases de escape se

denomina cambio de carga. El cambio decarga es regulado por las vlvulas de admisiny de escape. Los momentos de apertura ycierre de las vlvulas se indican segn elngulodelcigeal. Estos momentos tambinse denominan fases de distribucin.

La siguientetabla muestra valoresorientativosde fases de distribucin en un motor degasolina.

Vlvula se abre se cierra

Admisin

10-15 antes dePMS

40-60despus dePMI

Escape 45-60 antes dePMI

5-20despusde PMS


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La vlvula de admisin se abre justo antes deque el pistn inicie el movimientodescendente y no se cierra hasta que el pistnha comenzado el movimiento ascendente.

El comportamiento de la vlvula de escape essimilar: se abre justo antes de que el pistninicie el movimiento ascendente y se cierrapoco despus de que se encuentre en elmovimiento descendente.

En el siguiente diagrama de distribucin serepresentan las fases de distribucin de unmotor.

Muestra las fases en las que las vlvulas estnabiertas y cerradas con respecto almovimiento giratorio del cigeal.

La calidad de las fases de distribucin, esdecir, su correcta adecuacin al motor y laprecisin temporal con que se ejecutan, tieneun importante efecto sobre las siguientesmagnitudes:

Potencia mxima

Par motor mximo

Calidad de los gases de escape

Consumo de combustible Comportamiento en marcha.

12 - Diagrama de distribucin de un motor de gasolina

ndice Explicacin

A Admisin

B Compresin

C Explosin

D Escape

1 Punto muerto superior (PMS)

2 Punto muerto inferior (PMI)

3 Apertura de la vlvula de admisin

4 Cierre de la vlvula de admisin

5 Punto de encendido

6 Apertura de la vlvula de escape

7 Cierre de la vlvula de escape

8 Solapamiento de las vlvulas


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Punto muerto superior de encendidoDurante todo el ciclo de cuatro tiempos, elcigeal da dos vueltas completas. Estosignifica que pasa dos veces por el puntomuerto superior y otras dos por el inferior. Sinembargo, dado que, por ejemplo, el motor nopresenta el mismo estado en los dos puntos

muertos superiores, se necesita un segundopunto de referencia que slo se produzca unavez en el ciclo.

Para ello se emplea el denominado puntomuerto superior de encendido. Se trata delpunto muerto superior en el que se inicia lacombustin.

Llenado de la cmara de combustinPor llenado de la cmara de combustin seentiende la cantidad de gas limpio (mezcla de

gasolina y aire o aire) que entra en el cilindrodurante la carrera de admisin. Cuanto mejores el llenado de la cmara de combustin,mejor es el rendimiento de potencia del motor.

Uno de los aspectos ms relevantes en eldiseo de un motor es, por tanto, alcanzar elmximo grado de llenado de la cmara decombustin posible. Asmismo, es importanteque la energa que se debe gastar para elcambio de gases sea lo ms reducida posible.

Mejora del llenado

Una posibilidad de mejorar el llenado de la

cmara de combustin y, en consecuencia, lapotencia del motor elctrico, consiste enmantener la vlvula de admisin durante mstiempo que la posicin 180de ngulo delcigeal. Se abre antes ya del PMS y no secierra hasta despus del PMI.

Abrir antes del PMS implica que la vlvula deadmisin se abre ya durante el tiempo deescape. Al final del tiempo de escape, losgases que salen con velocidad elevada creanun remolino. Al abrir la vlvula de admisinantes de que el pistn haya llegado al puntomuerto superior, el gas puede entrar en la

cmara de combustin debido a la depresiny a pesar del movimiento del pistn.

Este estado, en el que la vlvula de admisin yla de escape estn abiertas a la vez, sedenomina solapamiento de las vlvulas.

Al efectuar el cierre despus delpunto muertoinferior, la vlvula de admisin sigue abierta enel tiempo de compresin. Esto hace que lamezcla nueva, que adquiere velocidad debidoa la admisin, pueda entrar en la cmara decombustin debido a su inercia de masas.Este efecto finaliza cuando la presingenerada por el pistn en su movimiento

ascendente frena el gas que fluye hacia elinterior. Es en este momento como muy tardecuando se debe cerrar la vlvula de admisin.

A pesar de esta prolongacin del tiempo deadmisin, el llenado alcanza como mximo el80% de la capacidad terica, pues durante laadmisin se genera una depresin.

13 - Solapamiento de las vlvulas


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El llenado se puede mejorar ademsreduciendo la resistencia a la corriente del gasy las temperaturas que se registran en lacmara de combustin.

El problema de la mejora del llenado mediantelos tiempos de apertura de las vlvulas radicaen el hecho de que esto slo es ptimo paraun rgimen de revoluciones determinado. Almodificarse el nmero de revoluciones, semodifica tambin la dinmica del gas entrantey de los gases de escape. Esto hace que losmomentos en los que las vlvulas se abren ycierran no coincidan exactamente. Dado que

en los motores convencionales no se puedenmodificar estos momentos, se adopta unasolucin intermedia que resulte satisfactoriapara un determinado rgimen de revolucionesy se asume el hecho de que en los demsregmenes el llenado no ser completamenteptimo. Los motores modernos ofrecen en

cambio la posibilidad de modificar estas fasesde distribucin.

Escape anticipado

Durante el cuarto tiempo, la vlvula de escapese abre ya antes del PMI. Esto mejora lacirculacin de los gases de escape y descargaal mecanismo del cigeal. La aperturaanticipada de la vlvula de escape reduce lapresin en el interior de la cmara decombustin hasta alcanzar la presinambiental. Con todo, en este momento lapresin es suficiente para realizar el trabajo

til. En cambio, el escape se produce conmayor facilidad porque no es necesario actuarcontra una presin ms elevada. As mismo,se reduce an ms la temperatura en lacmara de combustin, facilitando as elsiguiente llenado.


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Conceptos bsicosLos siguientes conceptos bsicos soncomunes para cualquier tipo de motor depistn con movimiento de vaivn.

14 - Conceptos bsicos

ndice Explicacin ndice Explicacin

1 Punto muerto superior (PMS) 5 Radio del cigeal

2 Carrera 6 Dimetro

3 Punto muerto inferior (PMI) 7 Cmara de compresin

4 Longitud del vstago de la biela 8 Cilindrada


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CilindroPor cilindro se entiende la cmara en la que seproduce la combustin y en la que se mueveel pistn. La denominacin viene de su diseoen forma cilndrica. No se refiere al volumenque modifica el pistn, sino a la cmara detrabajo conformada por la superficie metlicadel motor.

Dimetro

El trmino "dimetro" en este contexto serefiere al dimetro de un cilindro.

Carrera

Porcarrera se entiende el trayecto querecorreel pistn dentro del cilindro entre los dospuntos muertos.

La carrera viene determinada por el cigeal,ya que se corresponde con el doble del radiodel cigeal.

Punto muerto

Los puntos muertos son los puntos finales delmovimiento del pistn, en los cuales este

invierte el sentido del movimiento.Se distingue entre punto muerto superior(PMS) y punto muerto inferior (PMI). En elPMS, el pistn se encuentra en la posicinms prxima posible a las vlvulas. En esemomento, la cmara de combustin cuentacon elmnimo volumen. En elPMI, el pistn seencuentra en la posicin ms prxima posibleal cigeal. En ese momento, la cmara decombustin cuenta con el mximo volumen.

Cilindrada

La cilindrada de un cilindro es el

compartimento que recorre el pistn duranteuna carrera. Dicho de otro modo: es la cmaradel cilindro entre la posicin de PMS y la dePMI del pistn. En los datos tcnicos de unmotor se indica habitualmente la cilindradatotal del motor. La cilindrada total es la sumade las unitarias de cada cilindro.

Cmara de compresinEs la cmara que queda sobre el pistncuando este se encuentra en la posicin dePMS. En este caso la cmara de combustintiene el mnimo volumen posible.

Cmara de combustin

La cmara de combustin est limitada por laculata, el pistn y la pared del cilindro. Elvolumen de la cmara de combustin se vemodificado por el pistn.

En la posicin de PMS la cmara de

combustin se corresponde con la cmara decompresin.

En la posicin de PMI la cmara decombustin consta de la cmara decompresin ms la cilindrada.

Relacin de compresin ()

La relacin de compresin es el resultado dedividirlacilindradamslacilindradaunitaria(esdecir, el volumen de compresin de cadacilindro) por la cilindrada unitaria.

Relacin carrera-dimetroEs la relacin entre la carrera y el dimetro.Segn su tipo de construccin, los motores sedividen en motores con carrera larga ymotores con carrera corta.En los de carrera larga, esta es mayor que eldimetro del cilindro, mientras que en los decarrera corta, esta es menor que el dimetrodel cilindro. Los motores en los que eldimetro y la carrera son iguales se englobandentro de los carrera corta. A estos motoresse les llama tambin "cuadrados".

Relacin del cigeal o de la biela (

)Indica la relacin de la longitud de la biela(distancia entre los puntos centrales de losdos ojos de biela) con el radio del cigeal(distancia entre los ejes de los muones delcojinete principal y de la biela).


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Determinados regmenes derevoluciones de motor

Por rgimen de revoluciones del motor seentiende el nmero de vueltas (revoluciones)que realiza el cigeal en un minuto.Para un motor, hay diferentes regmenes queson relevantes:

Elrgimen de revoluciones dearranque es el rgimen mnimo necesariopara que el motor arranque.

Enrgimen de ralent, el motor, yaarrancado, sigue girando por s mismo.

En el rgimenderevolucionesnominal,el motor alcanza su mxima potencia.

El rgimen de revoluciones mximo esel rgimen mximo admisible para protegeral motor de posibles daos mecnicos.

Velocidad media del pistn

Con un nmero constantede revoluciones delmotor, el pistn tambin acelera y deceleracontinuamente. En el punto muerto superior yen el punto muerto inferior se detienebrevemente. En el recorrido entre ambos

puntos la velocidad aumenta hasta un mximoy luego vuelve a disminuir.Debido a queesta velocidad delpistn cambiaconstantemente los clculos se hacen sobresu velocidad media. sta es una velocidadconstante terica, llamada velocidad mediadel pistn. Habitualmente se indica lavelocidad media del pistn como rgimen

nominal y sirve como medida para la carga delmotor.

Velocidad mxima del pistn

El pistn alcanza su velocidad mxima cuandola biela y el radio del cigeal forman unngulo recto. La velocidad mxima del pistnes aprox. 1,6 veces superior a su velocidadmedia.

Fuerzas de inercia

La fuerza de inercia es la resistencia que

opone un cuerpo a una modificacin delmovimiento. Dicho de otro modo, es laconsecuencia de la inercia que contrarrestauna aceleracin.Una prueba en la que esto se muestraclaramente es cuando se empuja un vaso deagua sobre una mesa. Si se hace lentamentey aplicando una fuerza uniforme, no sederramar el agua. Sin embargo, si se acelerao decelera el vaso con fuerza, entonces elagua s se derramar. La inercia del agua seopone a la modificacin del movimiento.En caso de un cuerpo rgido esto significa quedebe aplicarse la fuerza correspondiente para

acelerar o decelerar el cuerpo. La fuerza deinercia depende del tamao de la masa y de laaceleracin.

Movimiento oscilante

Un movimiento oscilante significa que uncuerpo se mueve repetidamente de un lado aotro a lo largo de un eje.


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Diseos constructivos de motoresEn los ms de 120 aos de historia del motorde combustin se han propuesto numerosasvariantes de la disposicin de los cilindros.Pero en el mundo del automvil slo hanpermanecido unos pocos diseos estndar.Los motores se diferencian segn sea laposicin de montaje, la disposicin de loscilindros y el nmero de dichos cilindros.

Disposicin de los cilindros

Al hablar de la disposicin de los cilindros sedistingue entre la posicin que ocupan unoscon respecto a otros. Como elemento dereferencia se toman los ejes de simetra de

cada cilindro, denominados tambin ejes decilindro. En la disposicin de los cilindros haynumerosasposibilidadesde combinacin,queen algunos casos se denominan medianteletras.

A continuacin se mencionan los diseosconstructivos de motores que han sidosignificativos en la construccin deautomviles.

En elmotor en lnea, todos los cilindros se

encuentran alineados uno tras otro de formaque sus ejes quedan paralelos.

Los motores en lnea son apropiados sobretodo para motores con un bajo nmero decilindros, por lo general de entre dos y seis.Presentan la ventaja de que su estructura essencilla, especialmente en la zona del controlde vlvulas. Adems, los motores en lnea deseis cilindros se caracterizan por una suavidad

de marcha extremadamente elevada. Engeneral, los motores con un nmero decilindros superior no son aptos para unadisposicin en lnea, pues resultarandemasiado largos para el montaje envehculos.

En elmotor en V, los cilindros estndispuestos normalmente formando entre s un

ngulo de entre 60 y 90. Si hay ms de doscilindros, se forman dos lneas de cilindros

15 - Motor de seis cilindros en lnea


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opuestas, p. ej., en un motor de ocho cilindroshabr dos lneas con cuatro cilindros cada una.Estas lneas se denominan bancadas decilindros.

Las bielas opuestas de las dos bancadas decilindros comparten un mun del cigeal.

Los motores en V se utilizan para motores demayor nmero de cilindros, por lo general, deentre seis y doce.

16 - Motor en V

17 - Cigeal con biela en un motor de ocho cilindros en V

18 - Corte transversal de unmotordeochocilindrosenV


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Elmotor bxerse parece a un motor en V,pero el ngulo que forman las bancadas es de180.

La diferencia es que las bielas no compartenun mun en el cigeal. En este caso, losmuones del cigeal se encuentran unofrente a otro. As los pistones se acercan unosa otros y se vuelven a alejar. De ah el nombre

de motor bxer, porque parece como si lospistones estuviesen boxeando unos contraotros.

Unmotor en V estrecha(motor en lneareducido) es la combinacin de un motor en Vy uno en lnea. Tiene una bancada de cilindroscon dos filas de cilindros una frente a otra conun ngulo de 15. El cigeal tiene un munpropio para cada biela.

Elmotor en Wtiene tres bancadas decilindros y un cigeal. En cada mun delcigeal hay tres bielas acopladas. Un motoren V con dos bancadas estrechas sedenomina tambin motor en W.

Los conceptos de motores en V estrecha y en

W se utilizan ante todo por motivosconstructivos de espacio. Sin embargo, estoafecta a la suavidad de marcha y laspropiedades del motor.

En los vehculos se utilizan principalmentemotores en lnea y en V.

Posicin de montaje

La posicin de montaje se define segn laposicin de los ejes de cilindros. Se diferenciaentre motores dispuestos en vertical o enhorizontal. Si un motor est montado de formainclinada, se incluye dentro de los motores

dispuestos en vertical.

Determinacin del sentido de giroCuando se realiza algn tipo de trabajo en elmotor, con frecuencia es necesario saber cules el sentido de giro del mismo cuando esten funcionamiento. Se distingue as entremotores con giro a la derecha y motores congiro a la izquierda. Para determinar el sentidode giro se debe mirar el motor desde el lado

opuesto al de salida de la fuerza (lado delembrague o del volante de inercia).

Unmotor con giro a derechaes un motorcuyo cigeal, mirando desde el lado opuestoal de salida de fuerza, gira en sentido de lasmanecillas del reloj, por tanto, hacia laderecha.

En el caso de un motor con giro a laizquierdael motor gira, desde el mismopunto de vista, en sentido contrario a lasmanecillas del reloj.

19 - Motor bxer

20 - Motor con giro a derecha


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Secuencia de numeracin de los cilindrosPara poder identificar con exactitud cadacilindro, existe una secuencia de numeracindeterminada. Esta secuencia no indica elorden en el que se produce el encendido encada cilindro, sino que simplemente indica laubicacin.

Cuando se mira hacia el motor paradeterminar la direccin de giro, entonces setiene enfrente el primer cilindro. Los cilindrosse siguen contando entonces por el lado de

entrega de la fuerza.

En motores con varias bancadas de cilindrostambin es bsicamente as, contandoprimero la primera y luego la segunda fila de

cilindros. La primera filao bancada de cilindrosest, desde este punto de vista, a la izquierda.

21 - Secuencia de numeracin en un motor en lnea

22 - Secuencia de numeracin en un motor en V y en un motor bxer


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Vista general del sistema.Mecnica del motor.

Estructura y relaciones

En esta documentacin se divide la mecnicadel motor en varios sistemas principales.

Crter del motor

Mecanismo de cigeal

Accionamiento de vlvulas

Lubricacin

Refrigeracin.

Estos sistemas estn continuamenterelacionados entre s: el crter del motor, elmecanismodelcigealyelaccionamientode

vlvulas constituyen la propia mecnica delmotor, mientras que la lubricacin y larefrigeracin son imprescindibles para sufuncionamiento.

En primer lugar se describirn las siguientesrelaciones que ejercen una gran influencia enlas propiedades del motor:

Orden de encendido

Intervalo de encendido

Equilibrio de masa.

Orden de encendidoEl orden de encendido es el orden en el quelos cilindros de un motor se encienden unotras otro. Por lo general, no se correspondecon el orden en que estn colocados loscilindros.

El orden de encendido es el responsabledirecto de la suavidad de marcha del motor.

Se determina en funcin del diseo

constructivo del motor, el nmero de cilindrosy el intervalo de encendido.

El orden de encendido se indica siempreinicialmente con el primer cilindro.

A continuacin se relacionan los rdenes deencendido usuales.

Tipodemotor/

Nmerodecilindros

Desplazamientode

losmuones

delcigeal

nguloenV

Intervalodeencendido

Ordendeencendido

Cuatro cilindros en

lnea

180 - 180 KW 1-3-4-2

Seis cilindros en lnea 120 - 120 KW 1-5-3-6-2-4

Ocho cilindros en V 90 90 90 KW 1-5-4-8-6-3-7-2

Doce cilindros en V 60 60 60 KW 1-7-5-11-3-9-6-12-2-8-4-10


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Intervalo de encendidoEl intervalo de encendido es relevantepara losmotores de varios cilindros, y se define comoel ngulo de giro del cigeal entre dosencendidos sucesivos en diferentes cilindros.

En el motor de cuatro tiempos, el ciclo detrabajo (admisin, compresin, explosin,escape) comprende dos giros completos delcigeal, es decir, un ngulo de giro de 720.En los motores con varios cilindros, despusde que el cigeal haya efectuado un giro de

720

, cada cilindro se habr encendido unavez, de forma que el ciclo se pueda repetir entodo el motor.

Por lo general, los motores estn diseadosde tal forma que todos los cilindros seenciendan de forma ininterrumpida y en elmismo intervalo. Un intervalo de encendidouniforme proporciona una marcha del motoruniforme para cualquier rgimen. Esteintervalo de encendido se obtiene de lasiguiente manera:

Intervalo de encendido = 720

: nmerode cilindros

Ejemplos:

Cuatro cilindros: 180 cigeal (KW)

Seis cilindros: 120 KW

Ocho cilindros: 90 KW

Doce cilindros: 60 KW

Cuanto mayor sea el nmero de cilindros,menor ser el intervalo de encendido. Cuantomenor sea el intervalo de encendido, msuniforme ser la marcha del motor. Al menos

en teora, pues a ello hay que aadir elequilibrio de masa, que depende del diseoconstructivo y del orden de encendido.

Para que un cilindro pueda encenderse, elpistn correspondiente debe estar en"posicin PMS de encendido", es decir, lascorrespondientes vlvulas de admisin yescape deben estar cerradas. Esto slo esposible cuando el cigeal y el rbol de levasestn emparejados.

El intervalo de encendido viene determinadopor el desplazamiento de los muones(distancia angular de los codos) del cigeal,es decir, el ngulo que forman entre s losmuones de los cilindros (orden deencendido).

El siguiente grfico muestra el cigeal de unmotor de 6 cilindros en lnea con un intervalode encendido de 120.

Los nmeros indican el orden en que seencienden los diferentes cilindros. Si en elgrfico superior se cuenta de uno a seis, sepuede apreciar que se dan dos vueltas y que,por tanto, se produce un desplazamiento720. Entre los nmeros siempre se habrmantenido el mismo intervalo de 120.

1 - Codo del cigeal


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En los motores en V el ngulo de "V" debetenerelmismotamaoparaqueelintervalodeencendido tambin pueda realizarse de unabancada de cilindros a otra. Para ello los BMWde ocho cilindros tienen un ngulo de cilindrode 90y los de doce de 60.

Hay excepciones en las que el intervaloirregular de encendido le proporciona al motorun sonido inconfundible.

Equilibrio de masaCuando una masa es sometida a unaaceleracin o a una deceleracin, actansobre ella fuerzas. Durante el funcionamientodel motor se produce un desplazamientocontinuo de masas. Las fuerzas que estogenera se aprecian en el vehculo, y puedenresultar desagradables. Por este motivo, eldiseodeunmotorserealizadeformaquelas

fuerzas de las distintas masas se neutralicenentre s lo mximo posible. En este caso sehabla de equilibrio de masas, que permite queel funcionamiento del motor sea ms suave.

Como se ha descrito anteriormente, lasuavidad de marcha de un motor depende deldiseo constructivo, del nmero de cilindros,del orden de encendido y del intervalo deencendido.

Se expondrn los efectos con ayuda de unmotor de seis cilindros. BMW se permite eneste caso fabricar este motor como un motoren lnea, aunque necesite ms espacio demontaje y su produccin sea ms costosa.Podr descubrirse el motivo cuando secompare el equilibrio de masa de un motor deseis cilindros en lnea con un motor de seis

cilindros en V.El siguientegrfico muestra unacurva local delosmomentosdeinerciadeunmotorBMWdeseis cilindros en lnea, otro de seis cilindros enV con un ngulo de cilindros de 60y otro deseis cilindros en V con un ngulo de cilindrosde 90.

2 - ngulo en V de un motor de ocho cilindros


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La diferencia es clara. En el motor de seiscilindros en lnea los movimientos de la masase compensan tan bien que el motor casidescansa.Por el contrario, los motores de seiscilindros en V muestran una clara tendencia almovimiento, los que se exterioriza como unamarcha de motor poco suave.

El motor de seis cilindros en lnea esrealmente un motor con un elevado nivel deequilibrio. En cuanto a suavidad de marcha, elprimero en superarlo es un motor de12 cilindros en V, que en realidad sepuede vercomo un motor formado por dos motores deseis cilindros en lnea.

3 - Curva local de losmomentos de inercia

ndice

Explicacin ndice

Explicacin

1 Direccin hacia arriba 4 Motor de seis cilindros en V 902 Direccin transversal 5 Motor de seis cilindros en V 60

3 Motor B MW de seis cilindros en l nea


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Crter del motor

El crter del motor est compuesto por pocaspiezas.

Tapa de culata

Culata

Crter del cigeal

Crter de aceite.

Adems, tambin se necesitan juntas ytornillos para que el crter del motor pueda

cumplir con sus tareas.Estas tareas son esencialmente:

Alojamiento de las fuerzas generadasdurante el funcionamiento del motor

Funciones de hermetizacin para la cmarade combustin, aceite de motor y lquidorefrigerante

Alojamiento del accionamiento del biela ymanivela y del accionamiento de vlvulas,as como otros elementos.

En los siguientes grficos se muestran los

principales componentes de un motor enlnea.

4 - Crter del motor de un motor en lnea

ndice Explicacin ndice Explicacin1 Tapa de culata 3 Crter del cigeal

2 Culata 4 Crter de aceite


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Sin embargo, los motores tambin puedenpresentar una estructura ms compleja (p. ej.,los motores en V disponen de dos culatas).

Adems, en algunos motores el crter delcigeal est formado por dos piezas, comomuestra el siguiente grfico.

5 - Crter de un motor en V

ndice Explicacin ndice Explicacin1 Tapa de la culata de la bancada decilindros 1

5 Crter de aceite

2 Culata de la bancada de cilindros 1 6 Culata de la bancada de cilindros 2

3 Crter del cigeal 7 Tapa de la culata de la bancada decilindros 2

4 Placa de bancada


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6 - Crter de un motor de cuatro cilindros con juntas

ndice Explicacin1 Tapa de culata

2 Culata

3 Junta de culata

4 Crter del cigeal

5 Junta del crter de aceite

6 Crter de aceite


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Mecanismo de cigeal

El mecanismo de cigeal (llamado tambin amenudo mecanismo motor o de propulsin)es un grupo de funciones que transforma lapresin de la cmara de combustin enenerga cintica.

Bsicamente, el mecanismo del cigeal estformado por:

Pistn

Biela

Cigeal.

Para ello se transforma el movimiento dearriba abajo del pistn en un movimientogiratorio del cigeal.

En los siguientes grficos se muestran loscomponentesde losmecanismos delcigealde un motor en lnea y de un motor en V.

Adems, el mecanismo del cigeal cuentacon una serie de elementos perifricos que,aunque no participan en la funcin principal, sla complementan. Estos elementos son, por logeneral, el volante de inercia, las poleas de

correa (con amortiguador de vibraciones) y lascadenas de distribucin. En los captuloscorrespondientes se explica cules son lasfunciones de estas piezas.

7 - Mecanismo del cigeal de un motor en lnea


1 Cigeal 3 Biela

2 Pistn


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8 - Mecanismo del cigeal de un motor en V


1 Pistn 4 Cigeal2 Volante de inercia 5 Amortiguador de vibraciones

torsionales

3 Biela 6 Cadena de distribucin


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Loscomponentes delmecanismode cigealrealizan diferentes movimientos:

El pistn se mueve en el cilindro de arribaabajo (oscilacin)

La biela

articulada al buln del pistn con el ojopequeo de la biela, tambin tiene unmovimiento de oscilacin,

el ojo grande de la biela - articulada almun - contribuye con su movimientogiratorio,

el vstago de biela efecta unmovimiento basculante en el planocircular del cigeal.

El cigeal gira sobre su propio eje(rotacin).

Caractersticas del mecanismo del cigealPara convertir la presin del gas enmovimiento, el mecanismo del cigealpresenta un grado ptimo de trabajo,rendimiento y realizabilidad tcnica, encomparacin por ejemplo con una turbina.

Sin embargo aparecen los siguientes lmitestcnicos, as como los siguientes retosconstructivos, que deben resolverse:

Limitacin del nmero de revolucionesdebido a las fuerzas que generan las masasdesplazadas (fuerzas de inercia)

Suministro de energa irregular, pues slose trabaja en uno de los cuatro tiempos

Estimulacin de vibraciones torsionales,que cargan la cadena cinemtica y el

cigeal Combinacin de las diferentes superficies

de friccin.

A continuacin se explican estas particularescaractersticas del mecanismo del cigeal.

ndice Explicacin

1 Movimiento oscilante

2 Movimiento basculante

3 Rotacin

9 - Movimiento de los componentes del mecanismo de cigeal


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Fuerzas de inerciaAdems de la fuerza que genera la presinexistenteen la cmara de combustin duranteelciclo de trabajo, hay que aadir otras fuerzasproducidas por el propio movimiento delmecanismo del cigeal. Estas fuerzas deinercia no slo hacen que la marcha del motorno sea suave, sino que adems cargan alpropio motor.

La principal desventaja de diseo de un motorde pistn de combustin interna es que elpistn se detiene al llegar a sus puntos

muertos. En cada caso se debe acelerar denuevo el pistn para ms adelante volver afrenarlo. Cuanta mayor sea la velocidad conque gire un motor, ms rpido se debermover el pistn y, por tanto, ms fuerza senecesitar para acelerarlo y frenarlo en cadacaso.

Como ya se coment anteriormente, alacelerar una masa se genera una fuerza.Cuanto mayor sea la aceleracin, mayor serlafuerzaqueacta.Yasloporestemotivo,unmotor de pistn de combustin interna nopuede girar a cualquier velocidad, pues las

fuerzas de inercia seran demasiado elevadas.

Para que el funcionamiento del motor sea mssuave, se fabrican motores de varios cilindros.No obstante, esto no protege de las cargas alas que se ven sometidas determinadaspiezas, como p. ej., las bielas.

Movimiento giratorio irregular

Como ya mencion anteriormente, en losmotores de gasolina y disel la combustin serealiza de forma cclica. Al realizar el cigealun giro completo de 720, cada cilindro sloproduce rendimiento en la cuarta parte (esdecir, en 180).

En este momento, la fuerza generada en lacombustin acelera el cigeal, mientras queeste decelera en los otros tres tiempos debidoa la friccin.

La fuerza que acta sobre el cigeal sesolapa con las fuerzas de inercia. Enconsecuencia, el desarrollo es notablementeinarmnico.

Este desarrollo inarmnico hace que lavelocidad de giro o las vibraciones torsionalesdelcigeal sean irregulares. Tambin en estecasosemejoraelprocesoutilizandoundiseo

de varios cilindros.


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Accionamiento de vlvulas

De forma cclica, el motor recibe gas sincombustionar y expulsa los gases de escapeque genera. En un motor de cuatro tiempos laadmisindeairefrescoylaexpulsindegasesde escape se conoce como cambio de cargao de gases.

Durante el cambio de carga los canales deadmisin y escape se abren y cierranperidicamente mediante las vlvulas deadmisin y de escape. Como vlvulas de

admisin y de escape se utilizan vlvulaselevadoras. El componente encargado deabrir y cerrar las vlvulas es el rbol de levas.La secuencia temporal y el orden de losmovimientos de las vlvulas vienen

determinados por el contorno de las levas ypor la posicin de estas en el rbol de levas.

El siguiente grfico representa las carreras deapertura de las vlvulas de admisin y deescape durante dos giros del cigeal. Paracomprenderlo, se deben tener en cuenta lasfases de distribucin, explicadas yaanteriormente. Estas indican en qu posicinangular del cigeal (partiendo del puntomuerto superior (PMS)) se abren y cierran las

vlvulas de admisin y de escape. El siguientegrfico muestra la secuencia de apertura. Porlo general se indica tambin en qu momentosealcanzalacarreramximadeaperturaycules su valor.

El mecanismo para transmitir la carrera de levaa las vlvulas se denomina accionamiento devlvulas.

En los motores tradicionales el cigeal y elrbol de levas estn unidos de formatotalmente mecnica mediante una correadentada o una cadena. Las fases dedistribucin en este caso estnpredeterminados. Otro requisito de un

accionamiento de vlvulas moderno es lavariabilidad de la fase de distribucin y de lacarrera de vlvula.

Para cumplir con este requisito, se hanintroducido sistemas que permiten configurarde forma variable las fases de distribucin y lacarrera de la vlvula. En esta documentacinnos limitaremos sin embargo a mostrar elaccionamiento de vlvulas convencional.

10 - Diagrama de carrera de vlvula


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EstructuraEl accionamiento de vlvulas se compone delos siguientes elementos:

rboles de levas

Elementosdetransmisin (biela dearrastre,empujador)

Vlvulas (todo el grupo)

Eventualmente, compensacin hidrulicadel juego de vlvulas (HVA).

El siguiente grfico muestra la estructura de laculata de un motor de cuatro cilindros contaqu de copa y compensacin hidrulica deljuego de vlvulas.

11 - Culata del motor M50


1 rbol de levas de admisin 5 Muelle de vlvula

2 Gua de vlvula 6 Taqu de copa con compensacinhidrulica del juego de vlvulas

3 Vlvula de admisin 7 rbol de levas de escape

4 Vlvula de escape


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Diseo constructivoHay accionamientos de vlvulas de diferentesmodelos. Se diferencian segn los siguientespuntos:

Nmero y posicin de las vlvulas

Nmero y posicin del rbol de levas

Transmisin del movimiento a las vlvulas Tipo de regulacin del juego de vlvulas.

La denominacin del accionamiento devlvulas depende de los dos primeros puntos.Se representan como sigue.

Los motores BMW de hoy en da seconstruyen exclusivamente con cuatrovlvulas y dos rboles de levas arriba por cadabancada de cilindros (DOHC).

En la transmisin del movimiento de las levasa las vlvulas por parte del rbol de levas sediferencia entre empujador y balancn o bielade arrastre.

Para que se mantenga el juego correcto entrelas levas del rbol de levas y el denominadoseguidor de levas se necesita un reglaje deljuego de vlvulas o un equilibrio del juego.

En los dos grficos siguientes se muestra encada caso elementos de dos accionamientosde vlvulas diferente.

El primer grfico representa el accionamientode vlvulas de un motor dotado de balancnflotante de rodillo y elementos HVA(compensacin hidrulica del juego devlvulas).

El segundo grfico muestra los componentesdel accionamiento de vlvulas en un motordeportivo diseado para funcionamiento a unrgimen elevado con taqu de caja concompensacin hidrulica del juego devlvulas.

Abreviacin Designacin Explicacin

SV SideValves Vlvulas situadas en el lateral del cilindroque son accionadas por un rbol de levasque se encuentra debajo.

Una vlvula vertical significa que la cabezade vlvula est arriba.

OHV OverheadValves Vlvulas en cabeza con el rbol de levascolocado debajo.

Los rboles de levas colocados debajo vanmontados por debajo de la lnea deseparacin de la culata y el bloque delmotor.

OHC OverheadCamshaft Vlvulas en cabeza con el rbol de levascolocado arriba.

Los rboles de levas colocados arriba estnpor encima de la lnea de separacin de la

culata y el bloque del motor.DOHC DoubleOverheadCamshaft Vlvulas en cabeza con dos rboles de

levas colocados arriba por cada bancada decilindros.

En este caso se utiliza un rbol de levaspara las vlvulas de admisin y el otro paralas vlvulas de escape.


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12 - Componentes del accionamiento de vlvulas en un motor de cuatro cilindros con balancn flotante de rodillo

ndice Explicacin ndice Explicacin1 Vlvula de admisin 6 Vlvula de escape

2 Tapa de resorte de vlvula inferiorcon junta de vstago de vlvula

7 Muelle de vlvula

3 Tapa de resorte de vlvula superior 8 Balancn flotante de rodillo

4 Elemento de compensacinhidrulico de juego de vlvulas

9 rbol de levas de escape

5 rbol de levas de admisin


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13 - Componentes del accionamiento de vlvulas de un motor de rgimen elevado con taqu de caja


1 Taqu de caja con compensacinhidrulica del juego de vlvulas

6 Junta de vstago de vlvula

2 Vlvula de escape 7 Tapa de resorte de vlvula superior

3 Vlvula de admisin 8 Muelle de vlvula

4 Pieza cnica de vlvula 9 Tapa de resorte de vlvula inferior

5 rbol de levas de admisin 10 rbol de levas de escape


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Lubricacin

El sistema de lubricacin del motor (osuministro de aceite) debe suministrarsuficiente cantidad de aceite a los

componentes del motor. Para ello, se debeasegurar que se dispone de la presincorrecta.

FuncionesLas funciones del aceite de motor son lasiguientes:

Lubricacin

Refrigeracin de componentes Estanqueizado de varilla

Limpieza

Proteccin anticorrosin

Transmisin de fuerza.

Lubricacin

Una definicin sencilla del trmino "lubricar"es que se trata de una accin que consiste enseparar superficies entre las que hay friccin.Esta funcin corre a cargo del aceite que la

bomba de aceite hace llegar hasta los puntosde lubricacin. El aceitedebe rebajar la friccinexistenteentredossuperficiesquesemuevenentre s y reducir o evitar completamente eldesgaste y las prdidas de energa.

Dentro de la friccin se distingue entre:

Friccin seca

Friccin mixta

Friccin lquida.

En la friccin seca, dos piezas de superficiescompletamente secas estn en contactoentre s. Toda superficie presenta ciertarugosidad, por mucho que haya sido tratada

con cuidado. Las puntas microrrugosas de lassuperficies se enganchan y friccionan entre s.En el movimiento se produce un desgasteelevado.

En la prctica, los puntos de lubricacin de unmotor en marcha nunca estn totalmentesecos. En cambio, en un motor parado no hayuna separacin completa de las superficies.En este caso se habla de friccin mixta. Laspuntas microrrugosas de las superficiesmetlicas siempre se desgarran porrozamiento de unas contra otras,especialmente al inicio de un arranque en fro.

La marcha sin desgaste no es posible si laspiezas en movimiento se separan entre smediante una pelcula de aceite. Esta es laraznpor la que los arranques en fro provocanun desgaste considerablemente elevado en elmotor.

3 Dos arranques en fro al da provocan enun ao un desgaste equivalente a un recorridode 20.000 km.1

14 - Tipos de friccin


1 Friccin seca 3 Friccin lquida

2 Friccin mixta


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Refrigeracin de componentesEl calor que produce la friccin se almacenaen el motor y se deriva al aire exterior a travsdel crter de aceite. Adems, una parte delcalor generado durante la combustin selibera a travs del motor.

Los motores modernos de potencia elevadadisponen adicionalmente de un radiador deaceite del motor para evitar unsobrecalentamiento del aceite.

Estanqueizado de varilla

El aceite del motor forma una pelcula deaceite entre los aros del mbolo y la pared delcilindro, estanqueizando as la cmara decombustin del bloque de cilindros.

Limpieza

Al arrancar el motor en fro se produce unacierta abrasin, ya que las superficies decojinete, pistn, aros de mbolo y cilindro, ascomo el empujador y el balancn todava noestn completamente separadas entre s porel aceite. Al principio se produce una friccinmixta y no lquida. El aceite debe eliminar

inmediatamente las partculas resultantes dela abrasin a fin de evitar un efecto gelificantede las mismas. Las partculas no pueden

depositarse en el circuito de aceite con elholln resultante de la combustin. Por esarazn, el aceite debe tener ciertaspropiedades que le permitan mantener laspartculas de abrasin en suspensin ytransportarlas hasta el filtro de aceite.

Proteccin anticorrosin

Los continuos cambios de temperatura,unidos a la humedad del aire, provocancorrosin (por oxgeno y humedad) en losmetales frricos, p. ej., xido. Adems, durantela combustin se generan sustancias

corrosivas, como, p. ej., cido sulfrico. Elaceite del motor forma una pelcula protectoraque protege contra el afecto de talessustancias. La capacidadde proteccin contrala corrosin se ve reforzada por la capacidadde neutralizacin del aceite del motor. steneutraliza los componentes cidos.

Transmisin de fuerza

El aceite de motor tambin desempea unafuncin de transmisin de fuerza. As, p. ej., elsistema de compensacin hidrulica del juegodevlvulas(HVA)sellenaconaceitedemotor.

El aceitedel motor transmite la fuerza del rbolde levas hasta la vlvula.


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Sistemas de lubricacinEl sistema de lubricacin (tambindenominado suministro de aceite) sirve parasuministrar aceite a todos los puntos delubricacin y refrigeracin del motor. En losmotores modernos de vehculos se utilizandos tipos de sistemas de lubricacin:

Lubricacin por circulacin a presin

Lubricacin por crter seco.

Lubricacin por circulacin a presin

La mayor parte de los vehculos disponen deun sistema de lubricacin por circulacin apresin. Una bomba (bomba de aceite)succiona a travs de un tubo de aspiracin elaceite desde el correspondiente depsito delcrter de aceite y lo impulsa por el circuito deaceite. En primer lugar, el aceite atraviesa elfiltro de aceite y llega a los puntos delubricacin a travs de los canales de aceitedel bloque motor. Varios ramales conducen elaceite hasta los cojinetes principales delcigeal. El aceite gotea desde los puntos delubricacin y retorna al crter.

Lubricacin por crter seco

En este caso se trata de una versin especialde la lubricacin por circulacin a presin. Elsistema dispone como mnimo de dosbombas de aceite, un pequeo crter y undepsito en el que se encuentra el aceite.Generalmente, el nivel de aceite se mide en eldepsito con el motor en marcha.

Con el motor en marcha, la bomba de presinsuministra aceite del depsito a los diferentespuntosde lubricacin. La bomba de aspiracintransporta de nuevo hasta el depsito el aceiteque retorna al crter desde los diferentespuntos de lubricacin. Para que el aceite nopueda almacenarse en el crter, la capacidadde transporte de la bomba de aspiracin esmayor que la de la bomba de presin.

La lubricacin por crter seco ofrece las

siguientes ventajas: Al circular por curvas a alta velocidad osobre una superficie inclinada no se aspiraaire. En este caso no se interrumpe elsuministro de aceite a los puntos delubricacin

Reduccin de la altura total del motor yaque puede utilizarse un crter ms plano

El depsito de aceite se puede colocar encualquier posicin, por lo que se puedemontar tambin de tal forma que sirva pararefrigerar el aceite.

Construccin mixta

Tambin se puede optar porunaconstruccinmixta, es decir, una lubricacin por circulacina presin que slo cuente con algunos de loscomponentes de la lubricacin por crterseco.

En esta documentacin nicamente sedescribe el sistema estndar, es decir, lalubricacin por circulacin a presin.


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Circuito de aceiteEl circuito de aceite est formado por elsistema general de todos los puntos delubricacin y consumidores. En el siguiente

grfico se representa el circuito de aceite deun motor de seis cilindros en lnea.

15 - Circuito de aceite


1 Cojinete del rbol de levas 8 Conducto de aceite crudo

2 Compensacin hidrulica del juego devlvulas

9 Bomba de aceite

3 Varilla de control de aceite 10 Crter de aceite

4 Filtro de aceite 11 Colector con tamiz de aceite

5 Tensor de cadena 12 Canal de boquillas de inyeccin deaceite

6 Canal principal de aceite 13 Cojinete del cigeal

7 Alimentacin de aceite deturbocompresor de gases de escape

14 Boquilla de inyeccin de aceite


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Sistema de refrigeracin

No todo el calor que se genera en lacombustin es transformado en energamecnica. Una parte de l se mantiene comoenerga trmica. Junto con esta, tambin segenera ms calor debido a la friccin y a lacompresin. Una parte de este calor seelimina con los gases de escape. El resto esabsorbido por los componentes y el aceite delmotor. Debido a la capacidad limitada de losmateriales y del aceite para resistir al calor,

este debe ser disipado, y esta precisamentees la funcin de la refrigeracin.

Las distintas proporciones de energa trmicadifierenenunmotordegasolinayenunmotordisel. El motor disel tiene mayor capacidadpara transformar en trabajo til la energaacumulada en el combustible. Con todo, slollega a aprox. un 42%. El resto se pierde enforma de calor.

16 - Distribucin de energa en motor disel 17 - Distribucin de energa en motor de gasolina

ndice Explicacin Motor de gasolina Motor disel

1 Energa del combustible 100% 100%

2 Descarga de energa por los gasesde escape

40% 37%

3 Descarga de energa al sistema de

refrigeracin

25% 21%

4 Descarga de energa al cigeal 35% 42%


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Temperatura de servicioEl objetivo de la refrigeracin no es eliminar lamayor cantidad de calor posible. Al arrancar unmotor en fro, no se alcanza una formacinptima de la mezcla hasta que loscomponentes del motor se encuentran a unatemperatura determinada. Adems, estatemperatura contribuye a que la friccin en elmotor sea menor. Esta temperatura sedenomina temperatura de servicio y debealcanzarse lo antes posible.

Como ya se coment anteriormente, el lmitesuperior de temperatura depende sobre todode la resistencia al calor de loscomponentes ydel aceite.

Por lo general, los motores de vehculostrabajan con una temperatura de servicio deentre 80 y 90 C.

Para alcanzar la temperatura de servicio loantes posible y conseguir que se mantengaindependiente de influencias externas, seproduce un ajuste del sistema derefrigeracin.

Un sistema ms avanzado ofrece un controladicional que ajusta la temperatura ptima

para cada punto de servicio del motor.

Tipos de refrigeracinEn los motores de vehculos se utilizanfundamentalmente dos tipos de refrigeracin.

Refrigeracin por aire

El calor se transmitedirectamentedelmotor alaire. Las aletas del radiador sirven para ampliar

lasuperficiedesdelaqueseemitecaloralaire.Esto aumenta el efecto de refrigeracin.

La refrigeracin por aire se puede conseguirtambin slo con el viento de marcha si elmotor no cuenta con un revestimiento. Sinembargo, tambin se puede instalar unventilador adicional si el motor cuenta conrevestimiento o para aumentar la potencia derefrigeracin cuando se circula a velocidadespecialmente reducida.

La refrigeracin por aire se caracterizafundamentalmente por la sencillez de su

diseo.Refrigeracin por lquido

En un motor con refrigeracin por lquido, elcrterdelcigealylaculatatienepareddobley estn atravesados por canales. Por estascavidades circula un lquido refrigerante queabsorbe el calor de las superficies de loscomponentes.

18 - Cmaras de refrigeracin del motor

ndice Explicacin

1 Cmaras de r efrigeracin de la culata

2 Crter de aceite

3 Crter del cigeal

4 Cmaras de refrigeracin del crterdel cigeal

5 Culata


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Sin embargo, el lquido refrigerante no puedeabsorber de forma ilimitada el calor, por lo quecircula por canales, conductos y manguerashasta llegar a un radiador. Este est rodeadode aire, de forma que puede emitir al aireexterior el calor absorbido del motor.

Una vez refrigerado, el lquido refrigeranteretorna al motor donde de nuevo absorbe elcalor.

Este flujo es posiblepor laspropiasdiferenciasde temperatura del lquido refrigerante. Al

calentarse, el lquido refrigerante se dilata ysube, mientras que el refrigerante fro baja. Silos canales de refrigeracin estcorrectamentedispuestos,elflujoseajustaasautomticamente. Esto se denominarefrigeracin por termosifn.

No obstante, este tipo de refrigeracin no esapto para los motores modernos. En estos seutiliza refrigeracin por circulacin forzada,que consiste en que una bomba hace circularel lquido refrigerante.

Sistema de refrigeracinEl sistema de refrigeracin de un motormoderno presenta un circuito cerrado. Unabomba empuja el lquido refrigerante a travsdelmotor y de un radiador de aire/refrigerante.El aire de refrigeracin es conducido a travsdel radiador de aire/refrigerante con ayuda delviento de marcha y/o de un ventiladoradicional.

Un motor moderno trabaja bajo condicionesclimticas diferentes y con una solicitacin demotor muy variable.

Para mantener la temperatura del lquidorefrigerante y, por tanto, la temperatura delmotor a un nivel constante dentro de unmargen limitado, existe un sistema deregulacin de la temperatura del lquidorefrigerante.

ndice Explicacin

1 Radiador de lquido refrigerante

2 Termostato abierto

3 Bomba de lquido refrigerante

4 Cmaras d e refrigeracin del crterdel cigeal

5 Cmaras de refrigeracin de laculata

19 - Flujo del lquido refrigerante con termostato abierto


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Un termostato regula el flujo del lquidorefrigerante hacindolo pasar por odesvindolo del radiador de lquidorefrigerante. Si el termostato est abierto, ellquido refrigerante pasa por el radiador yabsorbe el calor del motor. En este casotambin se habla de circuito grande derefrigeracin. Si el termostato est cerrado, ellquido refrigerante no atraviesa el radiador,sino que retorna directamente a la bomba; setrata pues de un circuito pequeo derefrigeracin.

No se elimina el calor contenido en el lquidorefrigerante, de modo que aumenta latemperatura del motor.

El termostato tambin puede adoptar unaposicin intermedia, haciendo que una partedel refrigerante pase por el radiador y que laotra fluya directamente hacia la bomba. Deesta forma, el lquido refrigerante alcanza unatemperatura constante en el motor.

El sistema de refrigeracin de los vehculosactuales es algo ms complejo que lo quemuestra el siguiente grfico.

20 - Flujo del lquido refrigerante con termostato cerrado

ndice Explicacin1 Radiador de lquido refrigerante

2 Termostato cerrado

3 Bomba de lquido refrigerante

4 Cmaras d e refrigeracin d el crterdel cigeal

5 Cmaras de refrigeracin de laculata


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21 - Circuito de refrigeracin del motor N47


1 Radiador de lquido refrigeranteIntercambiador de calor lquidorefrigerante/aire

8 Bomba adicional de lquidorefrigerante

2 Radiador de la caja de cambiosIntercambiador de calor lquidorefrigerante/aire

9 Sensor de temperatura delrefrigerante en la salida del motor

3 Termostato del radiador de aceitede la caja de cambios

10 Refrigerador de recirculacin degases de escape

4 Termostato 11 Depsito de expansin

5 Bomba de lquido refrigerante 12 Radiador de aceite de la caja decambiosIntercambiador de calor aceite decambio/lquido refrigerante

6 Interc. de calor de la calefaccin 13 Tubera de purga de aire

7 Radiador de aceite del motorIntercambiador de calor aceite demotor/lquido refrigerante

14 Ventilador elctrico


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Unejemplodeesacomplejidadeselhechodeque la calefaccin del habitculo estintegrada en el circuito de refrigeracin, deforma que se aprovecha el calor extrado delmotor. Se necesitancomponentes adicionalespara garantizar el ptimo funcionamiento del

sistema de refrigeracin. Adems, el sistemade refrigeracin tambin se aprovecha paraevacuar el calor de otros sistemas, como porejemplo, el del cambio. En este documento sedescriben ms adelante estos distintoscomponentes.


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Componentes del sistema.Mecnica del motor.

Crter del motor

Crter del cigealSe puede decir que el crter del cigealconstituye el ncleo de cualquier motor, por loque tambin se denomina bloque motor.

En el crter del cigeal se encuentran loscilindros. Est equipado con pared doble, deforma que se obtiene una camisa derefrigeracin. La parte inferior del crter delcigeal se denomina crterdel motor porquecon l se encierra el mecanismo del cigeal.El crter del cigeal est atravesado pororificios y canales para distintos sistemas, p.ej., la alimentacin de aceite.

1 - Crter del cigeal de un motor en lnea y de un motor en V

ndice Explicacin

1 Cilindro

2 Crter del motor

3 Zona de asiento del cojinete central

2 - Estructura de un crter del cigeal


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Las funciones del crter del cigeal son lassiguientes:

Formacin de una cmara de combustin

Alojamiento del mecanismo de cigeal

Absorcin de las fuerzas generadas por lacombustin

Alojamiento de canales para el transportede refrigerantes y lubricantes, as comopara la purga de aire del crter del cigeal

Alojamiento de piezas adosadas

Limitacin del compartimento del cigealhacia arriba.

Estructura

Los crteres de cigeal que se utilizan en losmotores actuales para vehculos son todossemejantes en su estructura bsica. Laprincipal diferencia viene dada por el diseoconstructivo del motor, p. ej., segn sea un

motor en lnea o en V. Independientementedeesto, el diseo constructivo de un crter delcigeal se clasifica segn la ejecucin dedistintos componentes.

Estos componentes son:

Placa de cubierta

Cilindro

Zona del asiento del cojinete central.

La placa de cubierta es el cierre superior delcrter del cigeal. Constituye la superficie desellado con la culata. Si esta placa de cubierta

est cerrada en su mayor parte, es decir, susuperficie slo est perforada por orificios ycanales, entonces se habla de construccinde cubierta cerrada.

En el tipo de construccin de cubierta abierta,la zona que rodea los cilindros est abierta porarriba, de forma que la camisa de agua llegahasta la culata.

3 - Diseos constructivos dela placa de cubierta


A Tipo de construccin de cubiertacerrada

B Tipo de construccin de cubiertaabierta


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La zona de asiento del cojinete central es laparte inferior e interior del crter del cigeal.El propio asiento del cojinete es la parte delcrter del cigeal en la que est alojado elcigeal.

En este caso existen diferentes posibilidadesde diseo segn la disposicin de la superficiede separacin con el crter de aceite; sepuede apreciar en los siguientes grficos.

5 - Asiento de cojinete del crter del cigeal

ndice Explicacin1 Crter del cigeal (parte superior)

2 Asiento de cojinete

3 Paso

4 Orificio para cigeal

5 Tapa de cojinete principal


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De los tres diseos representados, el "C"presenta una particularidad, pues se trata deun crter del cigeal hecho de dos piezas:una superior y otra inferior. La inferior acta ala vez de tapa del cojinete de cigeal.

Tapa de cojinete principal

Las tapas de cojinete principal constituyen lascontrapiezas de los asientos de cojinete y vanatornilladas a estos.En la fabricacindelcrterdel cigeal, las tapas de cojinete principal seatornillan al crter antes de realizar laperforacin para el cojinete de cigeal.

Slo as se garantiza que el apoyo del cigealsea exacto (esta precisin es necesaria dado

el elevado nmero de revoluciones que sellega a producir). Cada vez que se tengan queatornillar las tapas se debe volver a ajustar elposicionamiento exacto. Para poder realizaresto, se utilizan medios auxiliares quepermiten que la posicin de la tapa al colocarlasobre el asiento sea siempre exacta e igual.Algunos de los medios auxiliares utilizadosson, p. ej., pasadores o casquillos de ajuste, ouna superficie de contacto con una forma

especial. Adems, hay que tener en cuentaque esto slo es posible si se vuelve a colocarla misma tapa sobre el mismo asiento ysiempre en la misma direccin.

6 - Tipos de construccin de crter del cigeal


A Crter del cigeal con plano deseparacin en el centro del cigeal

2 Orificio para el cigeal

B Cigealcon paredes laterales haciaabajo

3 Tapa de cojinete principal

C Crter del cigeal con partesuperior e inferior

4 Parte inferior del crter del cigeal(diseo placa de bancada)

1 Crter del cigeal (parte superior) 5 Crter de aceite


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3 Las tapas de cojinete siempre se debencolocar sobre el mismo asiento de cojinete.No se pueden cambiar de posicin. De locontrario, se producira un dao en el motor.Incluso realizar un atornillado cuando el motorno est en marcha puede destruir loscojinetes.

Las tapas de cojinete estn numeradas. Aligual que el primer cilindro, la nmero 1 seencuentra en el lado opuesto al de salida de lafuerza.

Al realizar un desmontaje, las tapas se deben

guardar en el orden y la direccin quepresentan en elmotor. De este modo, al volvera montar las piezas, resultar ms fcilcolocarlas correctamente.1

Material

Hoy en da, los crteres del cigeal sefabrican con materiales muy diversos,buscando siempre una relacin ptima entre

peso reducido y mxima estabilidad. Losmateriales ms usados en la actualidad son lafundicin gris (un material frrico) y lasaleaciones de aluminio.

De estos dos, las aleaciones de aluminioadquieren cada vez ms importancia. Loscrteres hechos de aluminio son ms ligeros ylos modernos ya son capaces de ofrecer unaestabilidad excepcional. Ms ligeras aun sonlas aleaciones de magnesio, pero todava nose utilizan con frecuencia debido a laselevadas condiciones tcnicas que requierenpara la fabricacin.

3 Naturalmente, cada material necesita unaforma de tratamiento especfica. As, porejemplo, hay distintos tipos de prescripcionesen cuanto al atornillado. Asegrese de utilizarsiempre el manual de reparaciones especficopara cada tipo de motor y preste atencin a lasindicaciones que contiene.1

CulataLa culata es un componente muy complejo

que adopta muchas funciones. En la culata seconcentra prcticamente todo el control delmotor.

Las funciones de la culata son las siguientes:

Actuar de cubierta de la cmara decombustin

Alojamiento del mecanismo de vlvulas

Alojamiento de canales para el cambio decarga

Absorcin de las fuerzas generadas por lacombustin

Alojamiento de canales para el transportede refrigerantes y lubricantes, as comopara la purga de aire del crter del cigeal

Alojamiento de piezas adosadas.

Estructura

La conformacin de la culata vienedeterminada fundamentalmente por loselementos que incluye.

Nmero y posicin de las vlvulas

Nmero y posicin del rbol de levas

Posicin de las bujas, bujas deincandescencia o vlvulas de inyeccin

Forma delos canales parael intercambio degases.

Las culatas se distinguen tambin segn los

siguientes criterios: Nmero de elementos

Nmero de vlvulas

Concepto de refrigeracin.

Una culata no tiene que estar formadaexclusivamente por una pieza. Sin embargo,dentro delnmero de elementosseincluyen nicamente componentes detamao considerable, como p. ej., las regletasde cojinetes atornilladas para los rboles delevas.


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Dentro del mbito tcnico, una de lasprincipales caractersticas distintivas de lasculatas es elnmero de vlvulas. Alprincipio, los motores slo tenan dos vlvulaspor cada cilindro: una de admisin y otra deescape. Desde hace ya algunos aos, latendencia es desarrollar y aplicar conceptosde vlvulas mltiples, ya que mejoran elcambio de carga y permiten un mayor llenadode la cmara de combustin. El motivo paraello es una mayor superficie transversal de lasvlvulas, como se muestra claramente en elsiguiente grfico.

Esta es la comparacin entre una cubierta dela cmara de combustin con dos y con cuatrovlvulas. El dimetro de la vlvula cuando hay

dos vlvulas es mayor, pero la superficie totalde vlvulas y con ello tambin la seccin deflujos es claramente mayor cuando hay cuatrovlvulas.

Con un mayor nmero de vlvulas laestructura de la culata se torna mucho ms

compleja. Tambin hay culatas con tres ocinco vlvulas porcilindro en serie.Pero segnel desarrollo actual de la tcnica las culatas decuatro vlvulas son la mejor apuesta parasatisfacer todas las exigencias.

Otra caracterstica distintiva de las culatas esel concepto de refrigeracin. Se diferenciaentre:

Refrigeracin de corriente transversal

Refrigeracin de corriente longitudinal.

En la refrigeracin de corriente transversal, el

lquido refrigerante fluye en la culata desde ellado de escape caliente hasta el lado fro deadmisin. Esto supone la ventaja de que entoda la culata predomina una difusin regulardel calor.

7 - Comparacin de una culata con dos y cuatro vlvulas

ndice Explicacin

A Culata con dos vlvulas

B Culata con cuatro vlvulas

1 Posicin de la buja de encendido

2 Vlvulas

3 Cubierta de la cmara decombustin

8 - Refrigeracin de corriente transversal y longitudinal

ndice ExplicacinA Refrigeracin de corriente

transversal

B Refrigeracin de corrientelongitudinal


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Por el contrario, durante la refrigeracin decorriente longitudinal la corriente de lquidorefrigerante fluye a lo largo del eje longitudinalde la culata, es decir, desde el lado frontalhasta el lado en el que se suministra la fuerzao al contrario.El lquido refrigerante se calientade cilindro en cilindro cada vez ms, lo quesupone una distribucin muy irregular delcalor. Esto produce adems prdida depresin en el circuito de lquido refrigerante.

Es posible combinar ambos conceptos.

Cubierta de la cmara de combustinLa culata, como cierre superior del cilindro,constituye la cubierta de la cmara decombustin. Junto con la geometra delpistndetermina la forma de la cmara decombustin. La cmara de combustin es elvolumen que est limitado por el pistn, laculata y las paredes del cilindro.

El siguiente grfico representa tres modelosdiferentes simplificadosde cubiertade cmarade combustin con cuatro vlvulas. Estseccionado por losejes de vlvulas. Las bujas

se han puesto encima para poder representarmejor su posicin, aunque realmente no seencuentran en este plano.

En el grfico A se aloja toda la cmara decombustin en el pistn, mientras que en elgrfico B la cmara de combustin estdividida en pistn y culata.

La disposicin en el grfico C resultabeneficiosa, ya que la buja estar bien

envuelta por la mezcla de combustible y aire.Adems, la superficie de la cmara decombustin es reducida en relacin con suvolumen, lo que mantiene reducidas lasprdidas termodinmicas.La inclinacin de lasvlvulas puede suponer hasta 25.

9 - Variantes de cmaras de combustin para una culata de cuatro vlvulas


A Cmara de combustinntegramente en el pistn

C Cmara de combustin con vlvulasadecuadas

B Cmara de combustin en el pistn yen la culata


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Tapa de culataLa tapa de culata se denomina a menudotambin como cubierta de la culata tapa devlvulas. Constituye el cierre superior delcrter del motor.

La tapa de culata cumple con las siguientesfunciones:

Hermetizacin de la culata hacia arriba

Amortiguacin acstica

Alojamiento de un sistema para la purga de

aire del crter del cigeal Alojamiento de piezas adosadas.

Para conseguir una buena amortiguacinacstica se desacopla la tapa de la culata. Estose consigue mediante juntas de elastmero y

elementosdedesacoplamientoenlasunionesatornilladas.

Las tapas de culata pueden ser de aluminio,plstico o magnesio.

El aluminio ofrece una buena resistencia, loque asegura una buena hermetizacin.

La utilizacin de plstico como material para lafabricacin de tapas de culata ayuda a ahorrarpeso frente al aluminio. Adems este material

tiene propiedades excelentes en elaislamiento acstico y pueden construirsegeometras muy complejas.

Todava ms ligeras son las tapas de culata demagnesio. Sin embargo, la fabricacin detapas de culata de magnesio es muy costosa.

10 - Tapa de la culata deplstico


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Junta de culataLa junta de culata (ZKD) se encuentra entre elcrter del cigeal y la culata. Est sometida acargas trmicas y mecnicas de granmagnitud. Su correcto funcionamiento esprimordial para el propio funcionamiento delmotor.

La junta de culata debe ser capaz deestanqueizar cuatro medios entre s. Se tratade los siguientes:

Cmara de combustin

Atmsfera

Canales de aceite de motor

Canales de lquido refrigerante.

En general, las juntas de culata se clasificansegn si son de material blando o de materialmetlico.

Juntas de material blando

En este tipo de juntas, se colocan capas dematerial blando sobre las dos caras de unaplaca soporte. A menudo, las propias capas dematerial blando cuentan con un revestimientode plstico. Esta medida sirve para proteger lajunta de culata de las cargas a las que engeneral se ve sometida. Debido a las cargas,las aperturas de la cmara de combustin conque cuenta la culata estn rebordeadas por

unas piezas de chapa. Para estabilizar lospasos del lquido refrigerante y del aceite, confrecuencia se utilizan revestimientos deelastmero.

Juntas metlicas

Las juntas metlicas se utilizan en los motoressometidos a cargas elevadas. En general,estas juntas estn formadas porrevestimientos de chapa de acero de variascapas.

11 - Junta de culata

ndice Designacin ndice Designacin

1 Revestimiento de acero pararesortes

3 Revestimiento de acero pararesortes

2 Pieza intermedia


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La caracterstica principal de una juntametlica es que el sellado se consiguefundamentalmente con piezas acanaladas yde tope situadas en los revestimientos deacero para resortes. En los pasos de fluidos, elefecto de hermetizacin tambin seincrementa usando revestimientos deelastmero.

El grosor de hermetizacin de la junta deculatanecesariaencadacasosedeterminaen

funcin del resalte del pistn en el cilindro. Elvalor que se debe tomar es el resalte mximoregistrado en todos los cilindros. Para ello,existen tres grosores de hermetizacindistintos para la junta de culata. La diferenciaradica en el grosor de la pieza intermedia.

3 En el TIS se puede consultar informacindetallada sobre cmo calcular el resalte delpistn.1

Crter de aceiteEl crter de aceite representa el cierre inferiordelcrter delmotor. Constituyeel depsito deaceite del motor.

El crter de aceite cumple con las siguientestareas:

Recipiente para alojar el aceite del motor

Recipiente colector para el aceite deretorno del motor

Cierre inferior del crter del cigeal

Alojamiento de piezas adosadas.

Con frecuencia, en el punto inferior del crterse encuentran chapas protectoras contrachorro de agua que evitan que el aceite seescapedesde el punto de aspiracin al circularpor curvas, al acelerar o al frenar.

Mediante un rascador de aceite, se eliminams rpidamente el aceite del cigeal. Laschapas de rebotamiento de aceite sirvenadems para evitar que el aceite inyectadoforme demasiada espuma.

12 - Crter de aceite conrascador de aceite


1 Crter de aceite 2 Rascador de aceite


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La superficie del crter tambin sirve comosuperficie de refrigeracin para el aceitedepositado.

Loscrteres de aceitese fabrican de fundicininyectada de aluminio o de chapa de acero dedoble capa.

Los crteres de aceite puedenestar formadospor dos piezas (p. ej., una superior y unainferior).

Como junta se utiliza una junta de acero. Lasjuntas de corcho utilizadas en el pasado,presentaban un asentamientoquepoda llevara que las uniones atornilladas se soltaran.

3 Para que el funcionamiento de la junta deacero est asegurada, no puede haber aceiteen el revestimiento de goma durante sumontaje. De lo contrario, la junta podraescurrirse desde su posicin en la superficie

de sellado. Por ello las superficies de brida

deben limpiarse directamente antes de sumontaje. Adems hay que asegurarse de quese ha dejado escurrir el aceite del motor paraque durante el montaje no se humedezcan deaceite ni la superficie de brida ni la junta deacero.1

En elpunto inferior seencuentra por lo generalun tornillo de vaciado; sirve para extraer elaceite al efectuar el cambio de aceite.

13 - Crterde aceitedelmotorM67


1 Parte superior del crter de aceite 2 Parte inferior del crter de aceite


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Purga de aire del crter del cigealCuando el motor est en marcha, hay gasesque van a parar del cilindro al compartimentodel cigeal (los llamados gases de fuga).Debido a la elevada presin que seforma en lacmara de combustin en la compresin y,sobre todo, durante el ciclo de trabajo, losgases quedancomprimidosentre el pistn y lapared delcilindro. Cuantomayor sea la presinen la cmara, ms gases de fuga entrarn enel compartimento del cigeal.

Estos gases contienen combustible sinquemar y restos de gases de escape. En elcompartimento delcigeal se mezclan conelaceite de motor que all est en forma deniebla o mezcla de aceite.

La cantidad de gases de fuga depende portanto de la carga del motor. Cuanto mayor seaesa carga, mayor ser la presin de la cmarade combustin. Estos gases de fuga provocanuna sobrepresin en el compartimento del

cigeal en comparacin conel aire ambiente;debido a la carrera del pistn, dichasobrepresin tambin depende del rgimendel motor. Esta sobrepresin se encuentra,porsupuesto, en todas las cavidades unidas alcompartimento delcigeal (porejemplo en elretorno del aceite, en la cavidad de la cadena,etc.) y podra llevar a una prdida de aceite enlas juntas de cierre.

Para evitarlo, se ha introducido la ventilacin

del crter. Al principio se soltaba simplementela mezcla de aceite de motor y gases de fugaa la atmsfera. Por motivos de proteccinmedioambiental, desde hace un tiempo seaplican sistemas cerrados de purga del crter.

La purga del crter conduce los gases de fuga,queya estn prcticamente libres de aceitedemotor, al sistema de aspiracin y se encargade que no se produzca una sobrepresin en elcrter.


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Mecanismo de cigeal

CigealEl cigeal convierte los movimientosrectilneos del pistn en movimientosgiratorios.

La biela transmite la fuerza al cigeal y laconvierte en par de giro. El cigeal se apoyaen los cojinetes principales.

Con frecuencia, el cigeal desempeatambin las siguientes funciones:

Accionamiento de los grupos secundariosmediante transmisin por correa

Accionamiento del mecanismo de vlvulas Accionamiento de la bomba de aceite

En algn caso aislado, accionamiento dealgn eje de compensacin.

La carga del cigeal es especialmenteelevada en motores que ya transmiten pareselevados a bajas velocidades de giro

Básico Mecánica Gasolina

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