AJUSTE DE MOTORES
OBJETIVO DEL AJUSTE: Después de cierta
cantidad de kilómetros de recorrido del vehículo,
el motor sufre algunos desgastes, sobre todo si el mantenimiento ha sido
deficiente. Los principales desgastes lo sufren los anillos,
las valvulas, los cilindros, pistones, los metales de biela y bancadas.
También se forma una capa de carbón en las camaras de
combustión de la culata, sobre los émbolos y la cabeza de las
valvulas, que pueden provocar el autoencendido de la mezcla y la
detonación, fenómeno que puede ocasionar otros daños al
motor. Cuando los anillos, las valvulas, los cilindros y los pistones se
encuentran desgastados, el motor pierde gradualmente compresión, pasa
aceite a las camaras de combustión y se quema.
NECESIDADES DEL AJUSTE Un examen general del
automóvil nos demostrara que cualquiera de las causas mas
adelante enumeradas, dicen de la existencia de un desgaste del motor En
resumen, los síntomas del mal estado de los anillos, valvulas,
cilindros y pistones son los siguientes:
a) Excesivo consumo de aceite lubricante
b) Excesivas vibraciones, golpes, cabeceo etc.
c) Notoria pérdida de potencia
d) Limitación de carga y
aceleración deficiente De todo ello se desprende la necesidad de una
revisión y ajuste de motor.
Esto pertenece a una verificación empírica hecha por
simple observación, pero casi siempre es bastante exacta.
Ademas de esta verificacón empírica del
estado del
motor,el mecanico debera hacer una
comprobación científica por medio de instrumentos o herramientas
de precisión. Ambas verificaciones combinadas nos determinan exactamente
las fallas que presenta el motor y las reparaciones a
efectuar. Lógicamente cuando sometemos el motor a una
verificación observativa, nos damos cuenta que son muchos los
síntomas que presenta, en este caso deberemos
seguir un procedimiento de eliminación de fallas. Para ello tomaremos el
primer síntoma, es decir: Baja presión de aceite, humo azul al
escape, excesivo consumo de aceite
Este síntoma (baja presión de aceite), lo observamos en cuanto se
hace funcionar el motor a través del manómetro de presión
o la luz testigo (piloto de presión de aceite) y para hacer una buena
observación deberemos acelerar un poco el motor. En este caso la aguja
del manómetro debera indicar un aumento de presión o la
luz testigo apagarse, si no ocurre esto, las causas pueden ser:
Falla de instrumento Aceite inadecuado (poca viscosidad) Falla en el circuito
de lubricación Falla en la bomba Excesivo juego radial de cojinetes
(metales) Como observamos son varias las razones de una baja presión de
aceite, pero las cuatro primera las podemos descartar rapidamente por observación
o por medio de instrumentos (manómetro de prueba), por lo tanto nos
queda solamente la número cinco. La causa de una baja presión de
aceite por excesivo juego de cojinetes sedebe
a lo
siguiente. Cuando el motor gasta mucho aceite es prueba
segura
que por lo menos los anillos esta muy gastados. Este consumo se obtiene
observando periódicamente el nivel de aceite en el carter, por
medio de la varilla que todo motor trae para
este
objeto. Generalmente para todos los motores la
luz de
aceite tiene un valor de 0.0015” = 0.04 mm. Si la holgura por desgaste
llega la doble (0.003” = 0.08 mm), la cantidad de aceite que circula
aumenta 5 veces.
Si el desgaste es de 0.006” = 0.15 mm,
la cantidad de aceite circulante aumenta 25 veces. Por
consiguiente cuando se desgastan los cojinetes la cantidad de aceite proyectada
dentro de los cilindros es cada vez mayor. Los anillos
del pistón
no pueden controlar la excesiva cantidad de aceite y parte de él trabaja
en la camara de combustión donde se quema y forma carboncillo. La
acumulación de carbón resultante en la camara reduce la
potencia
del
motor, produce auto encendido, detonación, pega las valvulas y
produce abundante humo azul al escape. La bomba de aceite puede desarrollar una
presión normal cuando el juego radial es el correcto. Si el claro de
aceite de aceite es excesivo la mayoría
del aceite
circulara por los cojinetes mas próximos. Entonces el
restante no sera suficiente para los cojinetes mas alejados,
determinando que éstos fallen por falta de lubricación.
Un motor con excesiva luz en los espacios de aceite, suele
funcionar con bajapresión a causa de los excesivos juego de los
cojinetes.
Como
se ha observado éstos síntomas (baja presión de aceite,
humo azul al escape etc.), nos indica en forma muy
clara
la necesidad de un ajuste. Siguiendo con el analisis
del comportamiento
del motor, se vera ahora el punto b.
- b Excesivas vibraciones, golpes, cabeceos: Son numerosísimas las
causas que pueden provocar vibraciones, golpes, cabeceos, etc. Y podrían
sintetizarse en la siguiente forma: Soportes del motor suelto Fallas en el
sistema de encendido Fallas en el sistema de alimentación
-
Falla en el sistema de refrigeración Combustible de mala calidad
Pistones rajados Pistones con excesivo juego en los cilindros Pistones no
cilíndricos en caliente Pistones que sé agripan Bujes de
pasadores gastados Pasadores gastados o sueltos Biela torcida o doblada
Cojinetes de biela con excesivo juego Mal alineación del pistón
pasador y biela Cilindros y anillos gastados Cojinetes de bancadas con excesivo
juego Cigüeñal flectado Juego axial del eje cigüeñal
excesivo Juego axial del eje de levas excesivo Volante suelto o desalineado
Cadena, engranajes de sincronización con excesivo juego o desalineado
Taques, guías, valvulas, cojinetes del arbol de levas con
excesivo desgaste Exceso de carbón en las camaras Empaquetaduras
de espesor inadecuado.
Se puede determinar, sin desarmar el motor, por medio de
instrumentos u observación. Toda esta listaobedece al objeto de
hacer resaltar la imposibilidad de determinar exactamente una falla sin
desarmar el motor, por medio de instrumentos u observaciones Se deben analizar
estas, ya que la única solución para las restantes sería
desarmar el motor. Las fallas que se pueden determinar por medio de
instrumentos u observación, quedarían sintetizadas así:
Soportes del motor suelto Fallas en el sistema de encendido Falla en el sistema
de alimentación Falla en el sistema de refrigeración Combustible
de mala calidad 1. Soportes del motor suelto: Antes de diagnosticar una
vibración
del
motor se debe observar el estado de los soportes. La falla que pueden presentar
los soportes es: soportes sueltos o soportes dañados. Los soportes
del motor estan expuestos
a una alta frecuencia de vibraciones, esto puede ocasionar que los pernos de
anclaje cedan y de esta forma la vibración normal
del motor se ve aumentada. El material de
construcción de
un soporte es normalmente
caucho. Al caucho lo ataca el calor que desprende el motor en su
funcionamiento, gases, aceite, etc., determinando que se altere su
constitución física dejando de cumplir su función, 3
aumentando lógicamente la vibración
del motor. Por lo
tanto, al observar que el motor tiene excesivas vibraciones, se debera
verificar el estado de los soportes y reemplazarlos si fuese necesario. 2.
Fallas en el sistema de encendido: Estas fallas se presentan bajo dosaspectos:
Motor no funciona y motor funciona mal. Ambas se pueden comprobar por
observación o haciendo
uso de instrumentos. Las
fallas mas corrientes en el sistema de encendido son: - Platinos quemados o con
luz incorrecta - Condensador defectuoso o capacidad inadecuada - Levas del
distribuidor con excesivo desgaste - Eje del distribuidor con excesivo juego -
Tapa del distribuidor con trizaduras - Contactos de la tapa carbonizados o
gastados - Avances automaticos desajustados (vacío y
centrífugo) - Bujías en mal estado - Cables de bujías en
mal estado 3. Fallas en el sistema de alimentación: Al igual que el anterior,
este sistema puede determinar que el motor no funcione
o que funcione mal. Las causas pueden ser: Filtro del estanque obstruido
Cañerías obstruidas Cañerías muy calientes (bolsas
de vapor) Falla en la bomba de combustible Fallas en el carburador Mezcla
desajustada Filtro de gasolina obstruido Filtro de aire sucio
4. Fallas en el sistema de refrigeración: El principal síntoma
que presenta el sistema de refrigeración es que el motor se recaliente.
Las causas pueden ser: - Fallas en el termostato - Falta de líquido
refrigerante - Fugas de líquido por mal estado de mangueras o
abrazaderas - Correa del ventilador suelta (patina) - Radiador obstruido 5.
Combustible de mala calidad: Al no utilizar el combustible con el octanaje
recomendado para ese motor, se pueden producir detonaciones y picado delmotor
Después de haber visto los síntomas que presenta el motor y
comprobando que todos los sistemas analizado estan funcionando de manera
satisfactoria, se tiene que pensar que el motor tiene desgaste y que se debe
someter a un ajuste.
4
Para sacar el motor, se debera hacer por medio de los ganchos que
éste trae para
tal efecto.
A
través de ellos se toma el aparejo o tecle. Nunca se debe amarrar
con cadena por la parte baja, porque se pueden dañar algunos elementos,
fundamentalmente el carter. Luego de hecha esta
operación se debe instalar el motor sobre
un
banco apropiado. Con el motor convenientemente instalado en el banco, se
iniciara el desarme completo del mismo y a medida que se vayan
desarmando sus elementos, se tomara nota de todos los aspectos
sospechosos o evidentes que vayan surgiendo en la operación. Una vez
desarmado el motor, debe procederse a una minuciosa limpieza de todas las
partes, operación previa para comenzar la verificación
del
desgaste o la localización de fallas. Esta revisión involucra los
siguientes puntos: - Estado de cilindros (conicidad y ovalamiento) - Estado de
pistones y anillos - Estado de los bujes y pasadores del pistón - Estado
del cigüeñal (ovalamiento, conicidad, juego radial, juego axial,
etc.) - Estado de las bielas (encuadramiento) - Estado de los cojinetes en
general - Estado del eje de levas (ovalamiento, alineamiento, alzada de las
levas, juegos etc.) -Estado de las valvulas, balancines, resortes,
guías etc. - Estado de varillas o pulsadores y taquees - Estado de los
engranajes de la distribución - Estado del volante - Estado del block
(comprobación de superficies planas) - Estado de la culata
(comprobación de superficies planas) Todas estas mediciones y
comprobaciones deberan hacerse con extremo cuidado y gran precisión,
ya que de ellas dependera la reparación o rectificado de los
elementos antes mencionados. NORMAS DE AJUSTE 1. 2. 3. 4. 5. Para efectuar la
reparación general
del
motor, se debera tener en cuenta la medida de los rectificados que se
haran, de acuerdo a las especificaciones
del fabricante. Todas las mediciones que se
hagan seran con la herramienta adecuada, es la única forma de
obtener
un dato fiel
del desgaste sufrido por el elemento, y
tener clara idea de la medida que sera el rectificado. Antes de proceder
al armado
del
motor se debera comprobar el paralelismo de las cigüeñas con
respecto a los muñones de bancadas, rectitud y encuadramiento de bielas,
juegos de los pistones en los cilindros, ajuste de anillos, etc.
Todas las tolerancias de ajuste y torsión de apriete
deberan ceñirse estrictamente a las especificadas por el
fabricante en su manual de servicio. Se debera
tener especial cuidado al apretar la culata siguiendo el procedimiento
recomendado por el fabricante o bien utilizando el sistema general de acuerdo
al número de pernos. 7. 8.
Todas las empaquetaduras deberan cambiarse, no es conveniente hacer las
empaquetaduras pues no quedarían
del
grosor adecuado. En el comercio se venden juegos completo para
un determinado tipo de motor Antes de armar cualquier pieza
del motor se le debe dar
un baño de aceite, pues se debe recordar que la bomba de aceite no lo
envía inmediatamente.
Esta es una recomendación
especial para la instalación de los metales. Se debera
comprobar con plastigage el juego de todos los cojinetes, si no es el correcto
se deberan ajustar o cambiar los metales Una vez armado el motor e
instalado en el vehículo, se procedera a la regulación de
valvulas y posterior afinamiento del motor por medio de instrumentos y
por medio de observación
TOLERANCIAS Y REFERENCIAS DE MONTAJE Cuando un motor se va a someter a un
ajuste demas esta decir que se debe desarmar completamente, pero en el
desmontaje de sus piezas se debe tener la precaución de verificar el
estado en que esta van saliendo y como va montada cada una, para luego
volverlas a montar de la misma manera que encontraba al momento de retirarlas.
Existen muchas piezas en
un motor que calzan de
cualquier manera, pero en funcionamiento se va a presentar el error de montaje.
Al momento de ir retirando los componentes del motor, el mecanico debe
ir tomando nota de los daños que estos presentan para tener una pauta de
los elementos que se deben reparar ocambiar, esto es de importancia pues de no
ser así se corre el riesgo de que algún componente se monte en
malas condiciones lo cual va a ocasionar fallas posteriores.
CULATA
La culata es una de las piezas mas delicadas del motor, por lo general
son de aluminio, lo que las hace mas sensible a deformaciones (flectar),
ya sea por un apriete inadecuado de los pernos o por sobrecalentamiento del
motor, o sencillamente por quitar la presión de los pernos de manera
incorrecta o por no estar fría cuando se hace esta operación.
Cuando se
va a desmontar la culata se deben tomar
ciertas medidas de prevención para evitar daños en el momento de
su desmontaje. Estas medidas de prevención se pueden especificar de la
siguiente manera: 1. Motor frío: La gran mayoría de los motores
cuentan con culatas de aluminio; el aluminio es de facil
dilatación por la temperatura, por lo tanto, si se sueltan los pernos
cuando se encuentra caliente se puede deformar o torcer con mucha
6
facilidad, aunque la deformación se puede producir mientras el motor se
encuentra en funcionamiento por un incorrecto apriete de sus pernos 2. Soltar
los pernos según métodos especificados: La culata se encuentra
bajo una gran presión por el apriete de sus pernos de fijación,
por lo tanto, cuando ellos se sueltan se debe hacer de tal manera cosa que la
presión que ellos ejercen sobre la culata se vaya aminorando en forma
pareja, de no ser así se correel riesgo que la culata se flecte. 3. En
los manuales de servicio, los fabricantes recomiendan o especifican el
método que se debe emplear para soltarlos, así también
para apretarlos. De no contar con las especificaciones técnica, se puede
emplear
un método universal que consiste en
soltar los pernos de media en media vuelta, en rotación o desde afuera
hacia adentro en forma cruzada y alternada, hasta retirarlos luego manualmente.
VERIFICACION Y TRABAJOS EN LA CULATA Una vez retirada la culata del motor, se
lleva al banco de trabajo donde debe quedar con su superficie plana hacia
arriba para evitar posibles daños, realizando a continuación las
siguientes operaciones: - Descarbonizado de las camaras: Dentro de las
camaras de compresión se producen constantemente combustiones, lo
cual va a provocar residuos carbonosos que se adhieren a sus paredes, en
ocasiones la carbonilla esta tan dura y pegada que es necesario remojar las
camaras con petróleo o parafina para ablandarla. Una vez
descarbonizada se desmontan las valvulas y se procede a su
inspección que contempla lo siguiente: - Estado de asiento de
valvulas - Estado de sellos (sí los tiene) - Angulo de asiento y
bisel de la valvula es de 45° a 50° La deformación
maxima que puede tener la culata en su cara de ajuste con el block de
cilindros es de 0.05 mm = 0.002”, si la deformación es mayor, se
debe rectificar quitando el mínimo de material. El rectificadomaximo
es de 1.5 mm a 2.00 mm. La cara de las valvulas deben ajustar
correctamente con sus asientos para impedir el escape de los gases. Si esta
zona de las valvulas esta quemada o rayadas, se deben rectificar
o cambiar. Los asiento de las valvulas deben tener el mismo
angulo que la cara de la valvula y un margen de 1 mm a 1.8 mm, ya
sean valvulas nuevas o rectificadas, en todo caso antes de montarlas se
deben asentar y poner retenes de aceite nuevos.
Reemplazar
guías y valvulas si presentan mucho desgaste. La
luz correcta entre el vastago de la valvula de
admisión y su respectiva guía es de 0.02 a 0.05 mm y entre 0.03
mm a 0.7 mm para las valvulas de escape.
Los resortes
de las valvulas se cambian cuando estan deformados o fatigados y
no cumplan con las especificaciones correspondientes. Algunos motores
emplean un solo
7
resorte para cada valvula, mientras que otros emplean dos resortes, uno
exterior enrollado a la derecha y el otro interior enrollado a la izquierda. Si
las tolerancias entre las valvulas y sus guías son mayor a lo
especificado, así
como los asientos se encuentran
sobre los valores maximos, se deben reemplazar por nuevos elementos.
Esto también vale para la deformación de la culata,
si la deformación es mayor de lo especificado, se debe rectificar.
ARMADO DE LA CULATA Antes de montar las valvulas en la culata se deben
asentar,
sean valvulas nuevas o rectificadas,
con ello se consigueun acomodo
del
bisel de la valvula con el asiento lograndose un maximo de
hermetismo.
Una vez asentadas no se pueden cambiar de
posición. Una vez puestas las valvulas,
se instala el nuevo reten de aceite, resorte, platillo y seguros. Se
debe tener en cuenta que todos los elementos que se instalan deben estar
completamente limpios y lubricados con aceite de motor. Para verificar la
rectitud
del
eje de levas, colocarlo en un torno o en unos bloques en “V”
apoyado en sus extremos, con un reloj comparador micrométrico se
verifica la rectitud o concentricidad de los descansos centrales.
Si la curvatura es mayor de 0.003” = 0.76 mm, se debe
enderezar el eje en una prensa adecuada o cambiarlo por uno nuevo. Las
levas se desgastan por deficiencias en la lubricación, disminuyendo el
levantamiento de las valvulas, con lo que se dificulta la pasada de la
mezcla o la salida de los gases de escape, perdiendo potencia el motor. Con
un comparador micrométrico se mide el levantamiento,
debiendo ser igual para todas las valvulas de admisión y para las
valvulas de escape, que es de 0.3” ó 7.6 mm o algo superior
según las especificaciones
del
fabricante. Las levas gastadas pueden rectificarse rebajandole lo
necesario en una rectificadora especial, utilizando
un
eje correcto
como
copia, operación que es bastante difícil, siendo preferible
generalmente cambiarlo por uno nuevo. BLOCK DE CILINDROS DESGASTE DE LOS
CILINDROS Loscilindros son cavidades perfectamente cilíndricas donde se
mueve el pistón, aspirando, comprimiendo o recibiendo la
alta presión de explosión y expansión
de los gases. Por el continuo trabajo
del
pistón, roce de los anillos y la fuerza de reacción por las
posiciones oblicuas de las bielas, tanto los cilindros
como los pistones y los anillos, estan
expuestos a frecuentes desgastes. De todas estas piezas, es claro, los anillos
son los que deben cambiarse
mas corrientemente. La
principal causa
del
desgaste de los cilindros es la fuerza de reacción
del pistón, originada por la
posición oblicua de la biela. 8
En el tiempo de expansión el pistón es impulsado fuertemente
hacia abajo por una fuerza que puede valer entre 1.500 a 2.000 Kg según
sea la presión de los gases y la superficie de la
cara
circular
del
pistón. Esta fuerza se descompone en una fuerza que toma la
dirección de la biela y la fuerza normal que debe soportar la pared
del
cilindro. Fuerza de reacción en la expansión es de 300 a 500 Kg
Durante la compresión el eje cigüeñal impulsa al
pistón hacia arriba, descomponiéndose la fuerza que transmite la
biela originandose una nueva fuerza de reacción, menor que la
anterior y de sentido inverso, que obliga al pistón a presionar sobre la
pared derecha
del
cilindro. Fuerza de reacción en la compresión es de 35 a 50 Kg
Como consecuencia
del continuo y fuerte roce
del
pistón sobre las paredes delcilindro, se producen desgastes en los
anillos, pistones y el ovalamiento
del
cilindro. Después de
un largo periodo de
trabajo de un motor, los cilindros van a presentar desgastes cónico y
ovalamiento. TOLERANCIAS Y DESGASTE DE CILINDROS Cuando el desgaste de los
cilindros es considerable (mas de 0.005” ó 0.010” = 0.13
ó 0.25 mm), o cuando hay ralladuras u otro desperfecto en la pared de
los cilindros, es necesario rectificar. Para medir el desgaste de los cilindros
se utilizan instrumentos de precisión
como calibres
micrométricos o relojes comparadores.
Para rectificar los cilindros
es necesario utilizar una maquina especial llamada
“rectificadora”. La rectificación se debe hacer con
mucho cuidado, dando
cortes finos hasta dejar el
cilindro de un diametro de acuerdo con los nuevos pistones sobremedida
que se deberan instalar al motor.
Después del
rectificado a maquina, se debera pulir el cilindro a fin de
quitar las pequeñas ralladuras que dejan las herramientas de corte, para
lo cual se utilizan pulidoras o bruñidoras. Las verificaciones
que se realizan en el block de cilindro son las siguientes: Deformación
maxima de la superficie superior es de 0.05 mm Ovalamiento maximo
del cilindro es de 0.05 mm Conicidad maxima del cilindro es de 0.05 mm
Estado de los sellos de agua y aceite Estado de conductos de lubricación
Estado de conductos de agua Estado de superficies mecanizadas en general
CONJUNTO MOVIL
9
El conjunto móvil esta compuesto principalmente por el pistón, la
biela y el eje cigüeñal, aparte de estos componentes existen otros
que se adosan a los primeros, tales como, anillos al pistón y metales o
cojinetes al eje cigüeñal. Todos estos componentes deben trabajar
con margenes o tolerancias muy estrictas, así también
como
referencias de montaje. Pistones o émbolos: Estos elementos tienen por
objeto recibir la acción de la mezcla expansiva que se traduce en una
fuerza de 1.500 a 2.000 Kg, que ha de transmitirse al eje cigüeñal
por intermedio de la biela. El pistón se ajusta al cilindro mediante los
aros o anillos montados en ranuras practicadas en la parte superior
del
pistón. Entre el pistón y el cilindro debera dejarse
un pequeño juego libre para dar lugar a una
lubricación efectiva impidiendo el roce fuerte y el atascamiento
del pistón por la
dilatación debido al calor. Para determinar el juego libre entre
pistón y pared
del
cilindro, se mide el diametro
del
pistón y se multiplica por la constante 0.0015.
El
resultado de la operación corresponde a la tolerancia que debe existir.
Cuando se rectifican los cilindros, se deberan montar pistones y anillos
sobremedida de + 0.10” a 0.060” = + 0.25 a 1.5 mm según los
repuestos existentes. - Tolerancia entre pistón y cilindro =
diametro
del
pistón multiplicado por 0.0015 Anillos o aros: Por lo general se
instalan en el pistón tres tipos de anillos que sonde compresión,
raspador y lubricación, todos ellos tienen una sola posición
así
como
su tolerancia de montaje.
Los anillos sellan el espacio libre
que existe entre pistón y cilindro. El anillo superior de
compresión, es generalmente de hierro fundido cromado de gran
resistencia.
Los siguientes pueden ser
simples o con expandidores.
Los anillos también estan expuestos a lasa
altas
temperatura, por lo tanto van a sufrir dilatación, por esta razón
una vez puestos dentro
del
cilindro debe existir entre sus puntas una tolerancia precisa para que absorba
esta dilatación. Este margen de separación lo especifica el
fabricante en su manual técnico y si no se cuenta con él, se
puede emplear el método universal que consiste en multiplicar el
diametro
del
cilindro por unos valores que corresponden al coeficiente de dilatación
del material dependiendo
de la temperatura. El método es como se indica: - Primer anillo de
compresión = diametro del cilindro x 0.003 - Segundo anillo
raspador = diametro del cilindro x 0.0025 - Tercer anillo si tiene =
diametro del cilindro x 0.002 Posición de los anillos en el
pistón Los anillos en pistón van puesto de una manera determinada
para que cumplan su función en forma eficiente. Por lo general los
anillos cuentan con marcas que indican su montaje, estas marcas se encuentran
en una de sus
caras laterales y pueden ser: Una letra
“T”, un punto “.” O la palabra “TOP”.
Siempre estas marcasdeben quedar orientadas hacia la corona
del pistón.
10
Así también se puede tomar como referencia el bisel que tenga el
anillo, por ejemplo, cuando el anillo tiene bisel interno, este es un anillo de
compresión y se instala con el bisel hacia la parte superior del
pistón, si el bisel se encuentra por la parte exterior del anillo, este
sera un anillo raspador y se instala con el bisel hacia la parte
inferior del pistón.
Los anillos de sección
cuadrada que no tengan marcas, se instalan de cualquier manera. Otra
posición importante es la orientación de las puntas de los
anillos, las puntas no pueden quedar en línea y tampoco hacia la
línea del pasador y la línea imaginaria de la fuerza de
reacción del pistón Tolerancia entre pistón y pared del
cilindro El pistón es el elemento que se mantiene subiendo y bajando por
el interior del cilindro. Entre el pistón y el cilindro debe no existir
una holgura mayor o menor que lo especificado, si la holgura es mayor se
producen golpes, si la holgura es menor, el pistón
va
a trabajar muy forzado o simplemente se va a gripar contra el cilindro cuando
se dilate por efecto de la temperatura. Cuando no se cuenta con el dato
especificado por el fabricante, la tolerancia se puede determinar midiendo el
diametro del pistón y multiplicarlo por un valor que corresponde
al coeficiente de dilatación del pistón, el método es como
se indica: Diametro del pistón multiplicado por0.0015
Cuando se hace solamente cambio de anillos a un motor, se debe tener la
precaución de eliminar el reborde que se forma en la parte superior del
cilindro empleando una bruñidora.
Si el desgaste es
muy grande, convendra rectificar los cilindros y cambiar pistones y
anillos. Previo al montaje de anillos nuevos, se debera limpiar
cuidadosamente las ranuras de los pistones, esta operación se puede
hacer con
un raspador
plano
o con anillos quebrados y arreglados
como
raspador. En toda reparación
del motor, conviene limpiar las
ranuras quitando todo el carbón que allí se acumula. Los anillos
nuevos deben probarse en las ranuras
del pistón y debera
controlarse su abertura puestos en el cilindro. El juego lateral o axial que
necesita
un anillo en la ranura es de 0.001” a
0.002” = 0.05 mm. Por las dificultades para medir este pequeño
juego, se considera satisfactorio que el anillo corra suavemente por toda la
ranura. Si el anillo esta apretado se puede montar sobre
un
pedazo de
madera
y desgastarlo sobre un pliego de lija esmeril que se colocara sobre una
superficie plana. Para medir la abertura, se coloca el anillo en el cilindro,
se empuja con la cabeza
del pistón para asegurarse
que quede bien perpendicular al cilindro. La abertura se mide con un feeler y
de no tener las indicaciones del fabricante, se pueden dar los siguientes
valores: Primer anillo = diametro del cilindro multiplicado por 0.003
Segundoanillo = diametro del cilindro multiplicado por 0.0025 Juego
libre del anillo en la ranura debe ser de 0.001” a 0.002” = 0.05 mm
11
Una vez ajustado los anillos, se montan en el pistón dejando los cortes
o aberturas en forma alternada y en dirección opuesta al pasador y la
línea de FRP (fuerza de reacción del pistón). Distribuir
sus aberturas a 120° para dificultar la pasada de los gases al carter.
COJINETES O METALES Los metales o cojinetes son elementos que se instalan entre
bancadas y bielas
del
cigüeñal, estos elementos deben tener una holgura conveniente para
permitir una suave rotación
del
eje y permitir a su vez que circule una pequeña película de
aceite. Si el juego es muy grande, se producen golpes, se pierde presión
de lubricación y ademas el aceite llega a las camaras de
combustión donde se
va a quemar. Cuando los
metales o cojinetes
del
eje cigüeñal se desgastan, se produce fuga de aceite, con lo que
baja la presión de lubricación
del
motor, disminuyendo la cantidad de aceite que llega a las partes superiores
del motor,
como
balancines, eje de balancines y valvulas. Puede también
producirse curvatura
del eje de levas cuando
éste va en la culata. Al instalar los metales se debe respetar la
tolerancia que especifica el fabricante, que generalmente tiene un valor de
0.0015” = 0.04 mm. Existe un método para comprobar la tolerancia o
“luz de aceite”, esto se hace utilizando un hilo plasticollamado
plastigage cuyo modo de uso es como se indica: Se corta un trozo de hilo
plastigage y se coloca en el muñón o descanso del
cigüeñal, previamente limpio y sin aceite, se instala la tapa y se
aprieta a la torsión especificada.
Esto aplasta al
plastigage, luego se retira la tapa teniendo cuidado de que no se gira ele eje.
Se compara el ancho
del plastigage con la escala
graduada que trae el envase o se mide el espesor con un micrómetro, ese
valor sera la holgura o luz de aceite que existe entre metal y cigüeñal.
Mientras mas ancha es la huincha, menor es la
luz
de aceite y en caso contrario mayor sera la luz de aceite.
El plastigage viene en sobre sellado. Se fabrica para tres
escalas diferentes, cada una con un color distinto de acuerdo a lo siguiente: -
Color verde = 0.001” a 0.003” - Color rojo = 0.002” a
0.006” - Color azul = 0.004” a 1.009” Modo de uso del
plastigage: Se coloca un pedazo del hilo plastigage en el muñón
del cigüeñal, se arma y se aprieta el cojinete con la
torsión adecuada, luego se quita la tapa y se mide el espesor del
plastigage aplastado, por medio de un micrómetro o por el ancho
deformado del hilo con la escala medidora especial que corresponde al
diametro del plastigage empleado que proporciona el fabricante.
El color azul esta ideado para cigüeñales grandes.
Para automóviles, la escala roja suele usarse para metales gastados,
pero si se instalan metales nuevos por debajo deltamaño normal, llega a
ser necesario usar la escala 12
verde para determinar sí el nuevo metal esta o no muy apretado. Se debe
tener presente que la escala verde mide hasta
un
mínimo de huelgo de 0.001”, mientras que el mínimo de la
escala de la escala roja es de 0.002”.
Un
muñón de biela se gasta mas verticalmente que horizontalmente.
Por lo tanto, si el plastigage se coloca en el centro
del metal con el muñón en
el centro inferior
muerto, se registrara un huelgo maximo. As mismo, el
mínimo de huelgo se encuentra a 90° de
este
punto. El mejor resultado se obtiene si el huelgo
del metal se mide
en el punto intermedio. El muñón de biela se pone a 30°
del centro inferior muerto y el
calibrador plastico se coloca a un cuarto de pulgada
del eje vertical.
Para
decidir si se debe instalarse metal de tamaño normal o 0.001”
ó 0.002” por debajo, compare el huelgo indicado por el calibrador
plastico aplanado con el huelgo especificado. Por ejemplo, supongamos
que
este huelgo es de 0.0005” a 0.0025”.
Si la indicación
del calibrador plastico es
de 0.0035” mas o menos, probar con cojinetes de 0.002” por debajo
de la medida normal, lo cual reducira el huelgo a 0.0015”. Si el
huelgo es de 0.0025” a 0.0030”, pruebe con
un
cojinete de 0.001” por debajo, si lo tiene disponible. Si se instala
un cojinete con una medida por debajo de lo normal,
asegurarse de que tiene un juego libre en su muñón. De lo
contrario quiere decirque el cojinete es demasiado pequeño. Los
cojinetes o metales de las bielas y las bancadas estan formados
generalmente por casquillos de acero con una delgada capa de metal antifricción
que puede ser babbit con base de estaño y plomo (cadmio, cobre, plomo y
aluminio, etc.), aleaciones que tienen un bajo coeficiente de roce y que
resisten las acciones químicas a que estan expuestos. Entre los
metales y el muñón
del cigüeñal
debera dejarse un pequeño juego o espacio libre para el aceite de
lubricación que se puede controlar con plastigage. El plastigage es
un hilo
plastico de un diametro determinado, que se coloca sobre el
muñón
Tolerancias de montajes: Los espacios libres para la lubricación de los
metales de biela de 2” a 3.5” de diametro varían
entre 0.0015” a 0.0025”.
Para los cojinetes de
bancadas de 2” a 2.7” de diametro del eje varía entre 0.001” a
0.0025” y para ejes de 2.8” a 3.5” los espacios libres
varían entre 0.002” a 0.0035”. Los metales deben
entrar apretados en los alojamientos de la biela y en la tapa, debiendo
sobresalir en 0.002” a fin de que queden suficientemente apretados.
Tienen también lenguetas ubicadores para impedir que giren o
se corran lateralmente. Cuando los cojinetes tienen desgaste, se producen
golpes de biela que deben ser corregidos de inmediato. 13
Primeramente debera controlarse el estado
del muñón
del cigüeñal. Si existen
ralladuras o desgastes habra querectificarlos a
un
diametro menor, usando metales nuevos sobremedida. Si el cigüeñal
se ha rectificado a menos 0.010”, habra que emplear metales de
paredes mas gruesas, con diametro interior de 0.010” menos que los
originales. EJE CIGÜEÑAL Siempre que se retire el eje
cigüeñal, lavarlo completamente con parafina o gasolina, comprobar después
que no haya ralladuras
ni desgastes tanto en los
muñones de bielas
como
de bancadas.
Si se presenta una pequeña falla, se
puede pulir con lija fina. Comprobar los muñones con
un micrómetro para ver si existe conicidad o
excentricidad. Los diametros deberan tomarse a lo largo de los
muñones para determinar la conicidad
a
alrededor de los muñones para conocer la excentricidad. Comprobar
también el abarquillamiento o torcedura
del
cigüeñal haciéndolo girar con sus extremos sobre bloques en
“V” con un reloj comparador ubicado en el centro. Rectificar el
cigüeñal si la conicidad o la excentricidad es superior a 0.01 mm,
como también si el abarquillamiento es superior a 0.015 mm. Generalmente
en la bancada central del cigüeñal lleva anillos laterales
“axiales”, para impedir el movimiento longitudinal o axial del eje.
En los demas cojinetes se deja
un
pequeño juego libre para permitir la dilatación
del eje por el calor. Cuando los
muñones estan ovalados en mas de 0.2 mm se deberan
rectificar, dejando sus muñones a
un menor
diametro de - 0.010” ó 0.020” etc. puliéndolos
al final. Estosmismos valores se consideran para las bancadas o descansos
del
eje cigüeñal. El juego axial o longitudinal
del eje
cigüeñal, no debe ser superior a 0.1 mm que se mide con un reloj
micrométrico, si el juego es superior a 0.1 mm se deben cambiar los aros
axiales. ARMADO DEL MOTOR Cuando llega el momento de armar el motor, ya sea
después de una reparación menor o después de
un ajuste, se deben tener en cuenta todos estos valores y referencias
de montaje. Es en
ese momento cuando el
mecanico tiene que poner en practica todo su conocimiento
técnico. Todas las piezas antes de montarlas, se deben limpiar
minuciosamente y lubricarlas con aceite de motor.
Esta
lubricación se debe a que en primera instancia la bomba de aceite n ova
proyectar una presión de aceite en forma inmediata. En ese
instante el motor va a funcionar sin aceite a presión, por lo tanto, esa
falta de aceite momentanea es superada por la lubricación que se
dio a las piezas al montarlas. Todas las empaquetaduras deben ser nuevas y
ponerles el correspondiente sellador (gasket o silicona roja).
14
Principalmente los pernos de bancada, bielas, volante del motor y culata, deben
ser apretados de acuerdo a lo que especifique el fabricante y utilizando los
métodos recomendado En resumen, en esta pagina se entrega un
detalle de todos los datos y medidas de ajuste de un motor: CULATA: mm
Deformación maxima de la superficie plana Rectificado
maximo de lasuperficie plana Tolerancia entre vastago y
guía de valvula de admisión Tolerancia entre
vastago y guía de valvula de escape Curvatura
maxima del eje de levas = Alzada o levantamiento de los camones =
= 0.05 mm = 1.5 mm a 2.00 = 0.02 mm a 0.05 mm = 0.03 mm a 0.07 mm 0.76 mm 7.6
mm aprox.
BLOCK DE CILINDROS Deformación maxima de la superficie superior
Conicidad maxima del cilindros Ovalamiento maximo del cilindro
Desviación de los descansos o bancadas = 0.05 mm = 0.05 mm = 0.05 mm = 0
mm
CONJUNTO MOVIL Luz de aceite de metales = 0.04 mm Juego libre del anillo en la
ranura del pistón = 0.05 mm Abertura del primer anillo = Diametro
del cilindro por 0.003 Abertura del segundo anillo = Diametro del
cilindro por 0.0025 Juego libre del pistón y la pared del cilindro =
Diametro del pistón por 0.0015
15
CUADRO DE TORSIONES EN LIBRA/ PIE
CLASE S.A.E.
DIAMETO
1 O 2
5
6
8
PERNOS ESPECIALES
¼” 3/16” 3/8” 7/16” ½” 9/16”
5/8” ¾” 7/8” 1”
5 8 15 24 37 53 74 120 190 282
7 14 25 40 60 88 120 220 302 466
10 19 34 55 85 120 167 280 440 660
10.5 22 37 60 92 132 180 286 473 714
11 24 40 65 97 141 192 316 503 771
TORSIONES EN KG X METRO 6 mm 7 mm 8 mm 9 mm 10 mm 12 mm 15 mm 20 mm 0.69 0.90
1.25 1.95 2.35 4.85 7.7 17.4 0.97 1.25 1.95 3.15 3.75 7.8 10.5 31.6 1.28 1.80
2.65 4.40 5 11 17 40 1.45 2.10 3.05 4.70 5.4 11.8 19.5 43 1.53 2.25 3.35 5.00
5.9 12.4 20.7 45
16