Motores

MOTORES DE EXPLOSIÓN

Éste tipo de motores necesitan algún tipo de mecanismo para poder calentar la mezcla y que se produzcan los gases que accionan el movimiento del pistón. Esto se consigue gracias a la bujía, una pieza que se coloca en la parte superior del cilindro y produce una chispa eléctrica, lo que causa la ignición.

Motor de gasolina

El motor tipo Otto se utiliza como máquina motriz de los automóviles y de las motocicletas. En este caso, suelen ser de gasolina, ya que los diesel presentan algunas variantes en cuanto a ciclos, potencia producida y rendimiento; como idea básica del funcionamiento se puede aplicar a todo tipo de motores endotérmicos alternativos. El ciclo es un conjunto de fenómenos en serie después de los cuales se vuelve otra vez a las condiciones iniciales.Ciclo de cuatro tiempos: por analogía, en un motor endotérmico alternativo el ciclo comportara un conjunto de operaciones que, una vez realizadas, nos remitirán a las condiciones iniciales, de manera que se permita la creación del ciclo siguiente y se obtenga así un funcionamiento continuo. Un ciclo de trabajo se desenvolupa en dos vueltas del cigüeñal del motor

Elementos de un motor de 4 tiempos.- El combustible: gasolina+aire. Esta mezcla se realiza fuera del cilindro en el carburador.- Elemento de ignición: bujía. Es la que produce la chispa que permite la combustión. - El pistón: es el elemento mecánico que se mueve con movimiento rectilíneo alternativo gracias a los gases que se hallan dentro del cilindro- El cilindro: es el espacio donde se encuentra el pistón, y donde se realiza el proceso de combustión.- La biela y el cigüeñal: son los mecanismos que transforman el movimiento rectilíneo del pistón en circular. El cigüeñal va conectado al eje del cigüeñal.

- Las válvulas: de admisión y de escape son las que controlan la entrada de aire más gasolina y la salida de los gases de la combustión. La obertura y cierre de las válvulas se controla por otro eje denominado eje de levas.

Los motores de combustión interna tanto Otto como Diesel tienen los mismos componentes principales a saber:

Culata. Block (Bloque de cilindros). Cárter.

 

PARTES PRINCIPALES DE UN MOTOR BÁSICO

CULATA O TAPA DE CILINDROS

01 TAPA CIL.INF.C/VAL.C/A LEVAS - - 01 TAPA CILINDROS C/GUIA-ASIENTO - - 02 TUERCA M8X1,25 - - 03 ARANDELA PLANA 8x16x1,4 - - 04 ESPARRAGO - C8849 04 PRISIONERO M 8x1,25x16x45 - D8849 05 ANILLO FIJACION PRECAMARA - - 06 PRECAMARA COMBUSTION - - 07 JUNTA - - 08 TORNILLO M 8x1,25x90 - - 09 ARANDELA - - 10 TORNILLO M 12x1,25x133 - - 11 ARANDELA PLANA - - 12 TAPON CONICO M 16x1,5 - - 12 TAPON CONICO M 20x1,5 - - 13 TAPON DIAM 8 - - 13 TAPON OBTURADOR DIAM.10 - - 13 TAPON DIAM.28 - -

14 PERNO DE REFERENCIA - -

Es una pieza de fundición que funciona como tapa para los cilindros del block. La culata es la que tiene construida en su parte de asentamiento con el block (parte inferior), las cámaras de combustión en la que se realiza la inflamación de la mezcla aire combustible. Posee conductos de comunicación de la cámara de combustión con el exterior, los conductos son de dos tipos; admisión para permitir el ingreso de la mezcla

o aire fresco (según sea motor Otto o Diesel) y conductos de escape para permitir la evacuación de los gases quemados al exterior. Para motores en que la comunicación con el exterior se efectúa por medio de lumbreras tanto para la admisión de mezcla o aire como para el escape, la culata cumplirá funciones de tapa de cilindros y soportará las bujías de encendido o inyectores según sea el caso.En la mayoría de los motores, es también en la culata donde se instalan las válvulas, que serán las encargadas de producir el cierre hermético de la cámara de combustión. Existen motores que las válvulas van dispuestas en el bloque de cilindros.

Para motores con válvulas en culata, esta lleva las galerías de aceite para la correspondiente lubricación de los mecanismos de accionamiento.La culata posee además sistemas evacuadores de calor alrededor de las cámaras de combustión para producir el debido enfriamiento ya sea ductos para agua o aletas de refrigeración dentro de una corriente de aire fresco, para la transferencia térmica.En la culata se inserta la bujía de encendido e inyectores (en los ductos de admisión) para sistemas con inyección de gasolina para los motores Otto o el inyector para motores Diesel. Si la culata lleva válvulas se le provisiona una tapa para cerrar el sistema de accionamiento de ellas, esta tapa recibe el nombre de tapa de balancines o tapa de válvulas.

BLOCK O BLOQUE DE CILINDROS

REF. COD. PROD. Descripcion APL MOF 01 TAPON DIAM.40 - - 02 PERNO DE REFERENCIA - - 03 TORNILLO - - 04 TORNILLO M 12x1,25x183 - - 05 PERNO DE REFERENCIA - - 06 PERNO DE REFERENCIA - - 07 TAPON DIAM.16 - - 08 TAPON DIAM.18 - -

Es el componente estructural del motor. Es una pieza de fundición, convenientemente moldeada de acuerdo a los diseños de ingeniería.Es el block del motor el que aloja o contiene a:

Cilindros

Cuerpo cilíndrico de paredes paralelas y pulido fino, destinado a alojar al pistón y recibir la mezcla aire combustible para efectuar la combustión.

Bancadas

Conformaciones especiales destinadas a alojar al cigueñal, interponiendo un metal antifricción. Formadas de dos piezas una tallada en el block y otra móvil llamada tapa de bancada. Las bancadas llevan orificios para permitir la salida de lubricante desde las galerías de lubricación. El conjunto de todas las bancadas recibe el nombre de túnel de bancadas.

Túnel de levas

En el block se disponen varios alojamientos alineados a fin de formar un túnel para soportar al eje de levas por la interposición de cojinetes antifricción, si este está diseñado para instalarse en el block del motor. Estos alojamientos llevan perforaciones para permitir la salida del lubricante desde las galerías de lubricación.

Galerías de lubricación

Son conductos internos del block para permitir el traslado del lubricante a presión, que proviene de la bomba de aceite, a los distintos componentes a lubricar. Conjunto móvil, eje de levas, piñones de distribución, culata etc. Estas galerías poseen en algún punto de su recorrido sellos removibles para permitir su limpieza.

Cámaras de refrigeración

Son conductos internos del block del motor que rodean los cilindros para permitir la circulación de refrigerante con el fin de evacuar de las paredes de los cilindros la alta temperatura provocada por la combustión. Comunicadas con las cámaras de refrigeración de la culta forman un sólo conjunto por el que circula el refrigerante. Las cámaras de refrigeración del block, en una de las paredes del block se comunican con el exterior, para su limpieza y expansión de volumen.

Sellos de cámaras de refrigeración

Son sellos normalmente de cobre que bloquean la comunicación de las cámaras de refrigeración con el exterior. Son removibles para permitir el aseo de las cámaras, pero su función principal es la de permitir la expansión del refrigerante. Bajo ciertas condiciones puede ocurrir que el volumen del refrigerante aumente en forma considerable, poniendo en riesgo de partir el block del motor, ante este evento serán los sellos los que se deformarán e incluso se desprenderán del block para permitir el aumento de volumen del block tanto como sea necesario.

Cárter de motor

Es un recipiente construido en latón resistente o duraluminio, cuya función es contener el lubricante que se usa para lubricar el motor, como así mismo sirve de colector del lubricante de después de haber lubricado los mecanismos del motor cae de ellos en forma de chorros o gotas. Además de almacenar y colectar el lubricante, permite su refrigeración, ya que al circular éste por el motor evacua temperatura. La transferencia

del calor tomado por su interior desde el lubricante, la efectúa por su exterior directamente a la atmósfera. Algunos cárter cuentan con aletas de refrigeración que permiten una mejor evacuación del bocatoma y filtro de la bomba queden sumergidas en el lubricante. En el cárter se inserta también un dispositivo destinado a indicar el nivel de lubricante en el interior del Cárter.Este dispositivo posee una marca que indica el mínimo permisible de lubricante en el interior para asegurar una buena lubricación. Otra marca indica el nivel máximo de lubricante que debe contener el Cárter, exceder este nivel implica sobrecargar los sellos de aceite de los ejes del motor y su deterioro conlas pérdidas de lubricante consiguientes, como así mismo que el lubricante ingrese a las cámaras decombustión.Existen motores en los que el cárter es una simple tapa inferior del motor, en este caso todas lasfunciones del cárter se cumplen en un depósito adicional externo al motor diseñado para este fin llamadoCárter Seco.

CONVERSIÓN DEL CALOR EN ENERGIA MOTRIZ

COMBUSTIÓN DEL CARBURANTE:

La energía calorífica producida por la combustión de la mezcla se transforma en fuerza motriz por la acción de los pistones, bielas y cigüeñal del motor.

Cuanto más rica sea la mezcla de gasolina y aire que penetre en el cilindro, y cuanto más se comprima en éste, mayor será la potencia especifica del motor. El grado de compresión, o relación de compresión, es la relación que existe entre el volumen de mezcla en el cilindro antes y después de la compresión. Los coches de tipo medio tienen una relación de compresión aproximada de 9:1, lo que significa que la mezcla se comprime en el cilindro hasta ocupar una novena parte de su volumen original.

Cuando la chispa de la bujía inflama a la mezcla comprimida, ésta deberá arder rápida pero progresiva y uniformemente sobre la cabeza del pistón.

Si la relación de compresión es demasiado elevada para el tipo de gasolina empleado, la combustión, no será progresiva; la parte de la mezcla que se encuentre alejada de los electrodos de la bujía se inflamara con violencia o detonará. Cuando esto ocurre, se dice que el motor “pica”.

Además de la pérdida de potencia, la detonación puede provocar un sobrecalentamiento que, si persistiera, originaria averías en el motor.

Las pérdidas de eficacia o los sobrecalentamientos también pueden deberse al fenómeno de autoencendido (inflamación de la mezcla antes de saltar la chispa de la bujía) . Esto puede suceder cuando se utilizan bujías defectuosas o inadecuadas, o puede ser producido también por depósitos de carbonilla almacenada en la cámara de combustión y que se mantienen continuamente incandescentes. La ignición prematura y el “ picado” de bielas pueden causar averías y reducir la potencia del motor.

En la mayor parte de los motores, el ciclo de funcionamiento es el de 4 tiempos, denominado también ciclo de Otto. En este sistema, la producción de energía tiene lugar solamente en uno de los cuatro tiempos del ciclo.

Mientras el cigüeñal describe una vuelta completa, el pistón desciende (tiempo de admisión) y vuelve a subir (tiempo de compresión). Durante la siguiente vuelta del cigüeñal, el pistón es impulsado hacia abajo (tiempo de explosión); sube de nuevo (tiempo de escape) y se expulsan los gases quemados.

Como quiera que las válvulas de admisión y escape solamente pueden estar abiertas en una vez en cada ciclo, el árbol de levas que las acciona gira a la mitad de revoluciones del cigüeñal, que describe dos vueltas a lo largo del ciclo completo. Algunos coches (muy pocos) están equipados con motores de dos tiempos, en los que se produce una explosión en cada vuelta del cigüeñal.Los cuatro tiempos en los motores así previstos, son las diferentes fases o etapas necesarias para lograr dicha transformación y se conocen como: Admisión, Compresión, Expansión y Escape. Los siguentes esquemas ilustran sobre cada uno de ellos en un motor de gasolina.

Admisión. Con la vávlua de admisión abierta y el pistón en carrera descendente desde el PMS (punto muerto superior) hacia el PMI (punto muerto inferior), se produce el acceso al cilindro de la mezcla aire-combustible. Compresión. Con ambas válvulas cerradas, la compresión se producirá a expensas de la carrera ascendentedel pistón desde el PMI al PMS. Expansión. estando las válvulas de admisión y escape cerradas, una chispa eléctrica producirá en el momento oportuno, la combustión. Por efecto del aumento de la presión en el interior del cilindro, el pistón resultará impulsado desde el PMS al PMI. Este es el único tiempo motriz o carrera de potencia. Escape. Con la válvula de escape abierta, el pistón realiza su carrera correspondiente, desde el PMI al PMS, saliendo de los gases quemados fuera del cilindro. Así, se completa un ciclo de cuatro tiempos. Cada carrera del pistón corresponde al 1/2 vuelta de giro del cigüeñal, o sea 180°, como se han cumplido cuatro carreras , el giro total del cigüeñal asciende al 2 vueltas completas o 720°.

VALVULASMaterial de la fabricación de las válvulas

Las válvulas se fabrican con diferentes materiales en función de su uso (admisión, escape). El material estándar es una aleación de cromo-silicio. Para las válvulas de escape se utiliza una aleación especial de níquel. Las válvulas expuestas a los esfuerzos más severos se endurecen con un recubrimiento de estelita que las protege de las condiciones adversas, como elevadas temperaturas y corrosión química. Esta capa sobre base de cobalto cromo se aplica por soldadura y luego se mecaniza.

ARBOL DE LEVAS

Para hablar del árbol de levas, primero debemos mencionar que las levas son las encargadas de abrir y cerrar las diversas válvulas al mismo tiempo en que el cigüeñal realiza un movimiento de rotación.

Siempre encontramos una leva por válvula, posicionadas generalmente en el mismo árbol, que es básicamente un eje que contiene a todas las levas y que permite su interacción en la posición exacta de cada pistón.

Las levas funcionan en conjunto con las guías de las válvulas, que permiten ajustar y corregir sus movimientos.

Podremos encontrar un árbol de levas directamente dentro del cigüeñal, o bien, en la culata o tapa de cilindros.

El recorrido de cada leva, en conjunto con el árbol de levas, es el que determina el movimiento vertical de cada válvula.

EL CRUCE DE VÁLVULAS:

01 BOTADOR DISTRIBUCION - - 02 SEMICONO DIAM.8 RETENC.VALVULA - - 03 PLATILLO SUPER.RESORTE VALV. - - 04 RESORTE VALVULA - - 05 PLATILLO INFER.RESORTE VALV. - - 06 RETEN DE VALVULA - - 07 GUIA DE VALVULA +0,05 - - 07 GUIA DE VALVULA +0,1 - - 07 GUIA DE VALVULA +0.25 - - 08 VALVULA DE ADMISION - - 09 VALVULA DE ESCAPE - -

Podríamos suponer que las válvulas se abren o cierran en el momento en que el pistón se encuentra en los extremos de su recorrido; pero en la práctica existe un desfase, es decir, un adelanto o un retraso en su apertura. La válvula de escape se abre antes de que el pistón alcance la parte más baja de su recorrido y se cierra después de que éste alcance la parte superior de su recorrido y se cierra después de que éste alcance la inferior.

Durante este desfase, ambas válvulas están abiertas al mismo tiempo, y el impulso de los gases que entran y salen del cilindro sirve para llenarlo con la mezcla y para eliminar los gases.

Sincronización de las válvulas - La válvula de admisión debe abrirse antes del P.M.S., es decir, antes de que el pistón empiece a descender en el tiempo de admisión. - La válvula de admisión permanece abierta mucho después del P.M.I., (en plena fase de compresión) para aprovechar la velocidad de los gases entrantes, lo cual ayuda a introducir una cantidad adicional de la mezcla de aire y combustible en el cilindro. - La válvula de admisión regula el rango de revoluciones del motor. Si esta se cierra mas tarde, entra mas combustible en el cilindro y, por lo tanto, las revoluciones aumentan. - El punto de cierre de la válvula de admisión también determina la relación de compresión efectiva, opuesto a lo que ocurre con la relación de compresión estática. Si la válvula se cierra mas tarde, la compresión real del motor será menor. - La válvula de escape debe abrirse mucho antes de que termine el tiempo de explosión para liberar la presión de los gases en expansión que están en el cilindro antes de que el pistón suba en el tiempo de escape. La potencia del motor no se ve afectada por el hecho de que las válvulas de escape se abran en ese punto, ya que la mayor parte de la potencia de los gases en explosión ha sido transmitida al pistón durante el tiempo de explosión. La válvula de escape debe estar casi totalmente abierta en el momento en el que pistón alcance la velocidad máxima. De esta manera, no hay resistencia al movimiento causada por la presión del gas de admisión, la cual produciría una perdida de bombeo. - La leva mantiene abierta la válvula de escape pasado el P.M.S. En regímenes elevados, la inercia del gas que sale del cilindro crea un vacío tras de si, absorbiendo más mezcla de admisión. Al vaciar al máximo el cilindro de gases de escape, aumenta la capacidad para alojar la mezcla fresca de aire y combustible, aumentado así la potencia del motor.

ORDEN DE ENCENDIDO DE LOS CILINDROS:

Los contrapesos del cigüeñal están dispuestos de modo que lo equilibran perfectamente y aseguran que el encendido de cada cilindro produzca su efecto de una forma regular. En un motor de cuatro cilindros cuyo orden de encendido fuera 1, 2, 3, 4, el cigüeñal y los soportes del motor estarían sometidos a considerables esfuerzos y vibraciones. Estos se reducen al mínimo estableciendo el orden de encendido 1, 3, 2, 4, ó 1, 3, 4, 2.

PISTON Y BIELA

01 BIELA - - 02 BUJE PIE DE BIELA - - 03 TORNILLO DE BIELA - - 04 ANILLO ELASTICO - - 05 PERNO DE PISTON - - 06 SEMICOJINETE BIELA STD (A) - - 06 SEMICOJINETE BIELA +0,254 - - 06 SEMICOJINETE BIELA +0508 - -

LA FUERZA MOTRIZ:

CIGÜEÑAL Y VOLANTE

01 CIGUENAL COMPLETO C/COJINETES - - 02 JUEGO SEMIANILLO AXIAL +0,127 - - 03 JUEGO SEMIANILLO AXIAL STD - - 04 TAPON OBTURADOR DIAM.10 - - 05 JUEGO SEMICOJINETES STD - - 06 JUEGO SEMICOJINETES +0,254 - -

07 JUEGO SEMICOJINETES +0,508 - -

01 VOLANTE MOTOR - - 02 BUJE CENTRAJE VOLANTE - - 03 CORONA DENTADA - - 04 PERNO REFERENCIA DIAM 7 LAR.20 - - 05 ARANDELA FIJACION VOLANTE - -

06 TORNILLO ESPECIAL M 12x1,25x29 - -

Al producirse la explosión de la mezcla de gasolina y aire en las cámaras de combustión, los pistones, impulsados por la expansión de los gases, proporcionan la fuerza motriz del motor.

En un coche de tipo medio, cuando el motor está funcionando a su régimen máximo cada pistón puede llegar a efectuar hasta cien recorridos por segundo. Debido a esta rápida sucesión de movimientos, los pistones han de ser resistentes, aunque de poco peso. En la mayoría de los coches modernos, están fabricados de una aleación de aluminio y cilicio.

El calor generado por la combustión del carburante dilata los pistones y los cilindros; estos últimos son de hierro fundido.

Los aros del pistón cierran casi herméticamente el espacio que existe entre el pistón y la pared del cilindro. Los aros de compresión, que suelen ser dos, impiden que los gases pasen del cilindro al cárter, y el segmento rascador de aceite retira el exceso de aceite lubricante de la pared del cilindro y lo devuelve al cárter.

La fuerza se transmite desde los pistones al cigüeñal, que, con las bielas, la convierte en movimiento rotatorio. Las bielas suelen ser de acero forjado.

El extremo superior de la biela, llamado pie de biela, se une al pistón por medio del perno de biela, que le permite a ésta pivotar lateralmente durante el movimiento alternativo (de subida y bajada) que realiza unida al pistón. El perno de biela suele ser hueco para pesar menos, y con frecuencia se fija al pistón por medio de dos aros elásticos llamados seguros.

El extremo inferior de la biela, llamado cabeza de biela, abraza al muñón del cigüeñal y describe con él una trayectoria circular, mientras que el pie de biela sigue el movimiento rectilíneo alternativo del pistón.

La cabeza de biela está seccionada en sentido horizontal u oblicuo. La sección oblicua permite reducir la anchura de la biela en su punto más ancho y aumentar su tamaño.

PERNO DE BIELA:Son Pernos o Bulones que conectan al Pistón con la Biela. Su Función es la de permitir que la energía recibida por el pistón sea traspasada a la biela.Su unión puede ser de tres tipos distintos:

TIPOS DE ANCLAJE BIELA –PISTÓN

 

FIJO A LA BIELA Y FLOTANTE AL PISTÓN

En este tipo de anclaje el pasador del pistón queda fijo (es decir sin movimiento radial) en la biela y libre en el pistón. Este tipo de anclaje permite al pistón bascular sobre el pasador, para que pueda adoptar en su desplazamiento las posiciones adecuadas con respecto a la biela.

FIJO AL PISTÓN Y FLOTANTE A LA BIELA

En este tipo de anclaje el pasador del pistón queda fijo (es decir sin movimiento radial) en el pistón y libre en la biela. Este tipo de anclaje permite a la biela bascular sobre el pasador, para que el pistón en su desplazamiento pueda adoptar las posiciones adecuadas con respecto a la biela.

FLOTANTE AL PISTÓN Y A LA BIELA

En este tipo de anclaje el pasador del pistón queda libre en la biela y libre en el pistón. Este tipo de anclaje permite al pistón y a la biela bascular sobre el pasador, para que el pistón en su desplazamiento pueda adoptar las posiciones adecuadas con respecto a la biela. En este tipo de anclaje se impide el desplazamiento axial del pasador por medio de la instalación de circlips en los extremos del pasador debidamente alojados en unas ranuras anulares interiores que pose el orificio para el pasador del pistón.

AROS:

Unos anillos, llamados aros o segmentos, impiden el paso de los gases del cilindro al cárter. Los aros se alojan en unos rebajes practicados en la parte superior del pistón. Puede ocurrir que una pequeña cantidad de gas pase el segmento superior, pero un segundo y a veces un tercero, impiden definitivamente su paso al cárter. Otro segmento, rasca aceite, retira el exceso de aceite de las paredes del cilindro.

TIPOS DE AROS

Los anillos los podemos clasificar en dos tipos

1. Anillos de compresión : Son los encargados de producir el cierre hermético entre pistón y cilindro.

2. Anillos de lubricación : Son los encargados de regular y controlar el aceite en las paredes del cilindro, para una eficiente lubricación.

PARÁMETROS DE LOS ANILLOS

Los anillos del motor deberán cumplir con ciertas características y medidas determinadas por fábrica para cada modelo en particular para lograr la eficiencia requerida.

Características principales

Clase Se refiere a la función que cumple de compresión o lubricación. Tipo Se refiere a su construcción: cromado, con expansor o corriente. Diámetro Se refiere a su medida radial, esta debe coincidir con la del cilindro. Altura Se refiere a su medida de espesor debe coincidir con la de la ranura del

pistón. Tipo de Corte Se refiere a la terminación del corte del anillo: biselado, recto o de

ensamble. Carga de cierre Se refiere a la tensión con que el anillo actúa sobre las paredes

del cilindro.

Medidas

Los anillos deben cumplir con tres tipos de medidas para su buen funcionamiento.

Juego entre puntas: Es la medida que debe existir entre las puntas del anillo montado libre y absolutamente perpendicular al cilindro.

Juego de altura: Es la tolerancia que debe existir entre el espesor del anillo y el ancho de la ranura del pistón.

Holgura de fondo: Es la tolerancia que debe existir entre la pared interior del anillo y el fondo de la ranura del pistón.

Todas las medidas antes señaladas están establecidas por los distintos fabricantes y reguladas por normas de ingeniería. Existen tablas de normas para cada medida de las señaladas haciéndose diferenciación para motores Otto y Diesel, y para motores refrigerados por agua o aire de acuerdo al diámetro del anillo.

01 JUEGO AROS PISTON STD - - 01 JUEGO AROS PISTON +0.4 - - 02 JUEGO PISTONES+0,4 C/PERN/AROS - - 03 PISTON /PERNO/AROS/SEGURO - - 03 PISTON /PERNO/AROS/SEGUROS - - 03 PISTON /PERNO/AROS/SEGUROS - -

BIELA:Material de fabricación de las bielas

Por lo general, las bielas de los motores de combustión interna se realizan en acero forjado, aunque los motores de competición utilizan bielas de titanio o aluminio.

La biela se une al pistón por medio del perno, y la cabeza de la biela abraza al muñón del cigüeñal.

PISTÓN:

Son émbolos metálicos de forma cilíndrica que se mueven en forma alternativa dentro de los cilindros del block del motor para comprimir la mezcla aire-combustible y percibir su energía.Los pistones tienen por función recibir la fuerza expansiva de los gases producto de la combustión de la mezcla aire-combustible y trasmitirla a las bielas.Los pistones deben ser construidos en materiales de alta resistencia al calor y al esfuerzo, deben ser de bajo peso y permitir una rápida evacuación del calor. Actualmente para su construcción se prefiere el aluminio y se les refuerza en sus partes principales con láminas de acero.

Partes del Pistón

Cabeza

Son de formas variadas de acuerdo a prestaciones y diseños de fábrica, ejerce lapresión sobre la mezcla aire-combustible para comprimirla y recibe la fuerza de expansión de los gases

Cuerpo del pistón

Es la zona media del pistón en que se ubican:

Las ranuras para alojar los anillos. Orificio del pasador, es una perforación transversal, normalmente desfasada a un

lado, para permitir el alojamiento del pasador de la biela. El orificio del pasador

se desfasa hacia un lado para conseguir un sector reforzado de exposición a la fuerza de expansión, este sector se llama “cara de reacción”.

Falda

Es la porción inferior del pistón, ubicada bajo el orificio del pasador, su función es la de centrar y guiar al pistón en su desplazamiento por dentro del cilindro para evitar movimientos laterales.En la falda del pistón se practica también un corte longitudinal, para permitir su dilatación evitando el agarrotamiento contra el cilindro. Este corte recibe el nombre de “ranura de dilatación.”

 

DILATACION DEL PISTONLa forma de algunos pistones es ligeramente elíptica. Con el calor se dilatan y

adquieren forma circular. En otros tipos de pistones, como los de falda partida, la dilatación se compensa por unas ranuras en la falda del pistón.

CIGÜEÑAL

TRANSMISIÓN DE LA FUERZA:

El cigüeñal, transmite la fuerza del motor a la caja de cambios y, por lo tanto, a las ruedas. Está fundido o forjado en una sola pieza, y algunas de sus partes están mecanizadas con tolerancias de hasta 0,025 mm.

Los apoyos giran y descansan sobre unos cojinetes antifricción, llamados de bancada; los muñones giran dentro de las cabezas de las bielas, que las unen a los pistones; los contrapesos conectan los apoyos con los muñones y su forma les permite equilibrar y suavizar el esfuerzo del motor.

El volante de inercia es un disco pesado y cuidadosamente equilibrado, fijo al extremo del cigüeñal correspondiente a la caja de cambios. Facilita la suavidad de marcha del motor, pues mantiene la uniformidad en el giro del cigüeñal.

El brusco movimiento alternativo de bajada y subida de los pistones y la inercia del volante producen en el cigüeñal una torsión alternada, que se conoce con el nombre de vibración torsional, en el extremo delantero del cigüeñal se suele colocar un disco metálico provisto de un anillo de goma, de acción amortiguadora.

El orden de encendido de los cilindros también influye en la uniformidad de rotación del cigüeñal. Si consideramos al cilindro más próximo al ventilador como el número uno, el orden de encendido en un motor de cuatro cilindros suele ser 1, 3, 4, 2 ó 1, 2, 4, 3, con lo que se consigue una distribución equilibrada de los giros del cigüeñal.

En el tiempo de explosión, cada pistón impulsa al cigüeñal hacia abajo, pero en los otros tres tiempos es el cigüeñal el que impulsa hacia arriba o hacia abajo al pistón. Los muñones están dispuestas sobre el cigüeñal de manera que los impulsos producidos por las explosiones se distribuyen uniformemente.

LUBRICACIÓN DEL CIGÜEÑAL:

El aceite fluye por unos conductos practicados en el cigüeñal entre los apoyos y los muñones.

Lubricación y refrigeración  

Los motores necesitan ser lubricados para disminuir el rozamiento o desgaste entre las piezas móviles. El aceite, situado en el cráter, o tapa inferior del motor, salpica directamente las piezas o es impulsado por una bomba a los diferentes puntos.

Además, los motores también necesitan refrigeración. En el momento de la explosión, la temperatura del cilindro es mucho mayor que el punto de fusión del hierro. Si no se refrigeraran, se calentarían tanto que los pistones se bloquearían. Por este motivo los cilindros están dotados de camisas por las que se hace circular agua mediante una bomba impulsada por el cigüeñal. En invierno, el agua suele mezclarse con un anticongelante adecuado, como etanol, metanol o etilenglicol. Para que el agua no hierva, el sistema de refrigeración está dotado de un radiador que tiene diversas formas, pero siempre cumple la misma función: permitir que el agua pase por una gran superficie de tubos que son refrigerados por el aire de la atmósfera con ayuda de un ventilador.

Objeto de la lubricación

Si dos cuerpos metálicos rozan uno con el otro se calientan y sus moléculas tienen tendencia a soldarse dando origen a un fenómeno llamado "agarre". Este fenómeno se produce con mayor intensidad si ambos cuerpos reciben calor desde una fuente externa ya que se alcanza más rápidamente el calor de fusión de uno de los metales.La lubricación del motor tiene por objeto evitar el agarre del motor y disminuir el trabajo perdido por rozamiento interponiendo entre dos cuerpos una película de fluido lubricante que sustituye el rozamiento entre los metales por el rozamiento del deslizamiento interno del fluido lubricante que es muy inferior a los de los metales y produce menor cantidad de calor.Los objetivos de la lubricación son:1) Impedir el contacto entre dos metales.2) Refrigerar las partes lubricadas.3) Ayudar a la estanqueidad del sistema.Los factores principales que influyen sobre la lubricación, además de las características de los lubricantes son:A) Acabado de las superficies de contacto.B) Naturaleza y dureza de los materiales que componen las partes.C) Espacio o huelgo entre las partes.Una lubricación deficiente, que no cause agarre es más que suficiente para producir gran desgaste, con deformación de la superficie del deslizamiento originando un huelgo excesivo entre las partes lo que dificulta el funcionamiento.El exceso de aceite es capaz de provocar desperfectos en el encendido por suciedad en la bujía y además excesos de depósitos carbonosos.La dilución del aceite con el combustible no quemado que pasa a través del espacio pistón-cilindro puede ser causado por aros rascadores poco eficaces o mal montados, cámara de combustión incorrecta y por lo general defectos de conducción, excesivos arranques en frío, aceleración con el vehículo parado, o al detener el vehículo, excesivo desgaste de los aros, regulación inadecuada de la carburación o inyección.

Engrase por circulación (en los motores de cuatro tiempos): El aceite de engrase se encuentra en la parte inferior de la carcasa del cigüeñal y una bomba lo aspira impulsándolo por las tuberías, limpiándose simultáneamente a través del filtro. De esta forma se engrasan los cojinetes del eje cigüeñal y del eje de levas.Las paredes del cilindro y los bulones del cigüeñal reciben suficiente aceite por medio del efecto centrífugo del eje cigüeñal, pero algunas barras de biela tienen también una tubería a los bulones del cigüeñal.El aceite de engrase se recoge en el cárter y se suministra de nuevo a las tuberías por medio de la bomba, circulando, por tanto, continuamente, y este circuito de aceite se controla por medio de aparatos especiales, regulándose la presión del mismo mediante una válvula que protege la instalación en caso de falta de suministro.Aparatos

Para vencer la resistencia de las tuberías se necesita una determinada presión de aceite, la cual se produce por medio de una bomba y se regula mediante una válvula, habiendo otros aparatos que retienen las materias extrañas y regulan la temperatura del aceite.

Bomba de aceite: El tubo de aspiración de la bomba de aceite tiene que estar colocado en el punto más bajo del cárter y se impulsa desde el árbol de levas (figura 6), para lo cual se llenan los huecos de los dientes con aceite de engrase y lo impulsan a otro sitio. Después de medio giro de la rueda los dientes expulsan de nuevo el aceite y lo impulsan en la tubería. Todo el aceite de engrase se suministra a través de todas las tuberías hasta cuatro veces por minuto.

Las bombas de ruedas dentadas duran en general mucho tiempo y su potencia de suministro disminuye sólo al sobrepasar las tolerancias admisibles en las medidas. Entonces lo mejor es poner nuevas ruedas dentadas, las cuales, sin embargo, tienen que poderse girar fácilmente a mano.Las bombas de aceite, como ya se ha dicho, pueden ser de engranajes o de lóbulos o bien de paletas. Las bombas de engranajes son, con gran diferencia, las más empleadas por ser más simples y de funcionamiento más seguro. Son también muy usadas en los motores de automóviles las bombas de lóbulos.

Manómetro: La presión se extiende uniformemente en un sistema de tubos cerrados, pudiéndose medir la presión en cada sitio y reconocer la circulación del aceite.Un manómetro consta de un tubo curvado, que se estira bajo la influencia de la presión y transmite su movimiento a un indicador cuya posición varía con el estado del aceite y con el número de revoluciones del motor.Un contactor de presión de aceite, que se encuentra en muchos vehículos, se abre sólo con una determinada presión de aceite (0,3 a 0,6 atmósferas) e indica la falta de presión mediante una lámpara de señalización.La caída de presión se origina en la mayor parte de los casos por la falta de aceite, pero éste puede salirse también por sitios no herméticos y afluir de nuevo a la carcasa del cigüeñal. Algunas veces ya no pasa suficiente aceite por el filtro o las tuberías, en cuyo caso hay que parar inmediatamente el motor y comprobar detenidamente la instalación de engrase.Las tuberías pueden destruirse al taponarse la instalación y entonces se abre una válvula de seguridad y el aceite va de nuevo al cárter. La presión de aceite puede ajustarse a un determinado valor y hay que cumplir exactamente las correspondientes normas de servicio.

Filtro de aceite: El aceite de engrase absorbe materias extrañas durante su circulación, las cuales forman con el aceite una pasta análoga al esmeril y que poco a poco puede destruir las superficies de deslizamiento. Los residuos taponan también las tuberías y ya no dejan pasar suficiente aceite, por lo que en cada circulación debe limpiarse el aceite de lubricación.

Naturaleza química de los lubricantes:

Existen tres tipos de aceites:a)Mineralesb)Grasos o fijos (origen animal y vegetal)c)Sintéticos

Los aceites minerales químicamente difieren por la presencia de oxígeno de los aceites grasos también llamados fijos porque no pueden ser destilados y se descomponen.Los aceites fijos al intentar destilarlos se descomponen, los aceites minerales comienzan a evaporizar a 400°C y los sintéticos a mayor temperatura.

Dos condiciones definen la calidad de un aceite:a)Estabilidad físicab)Estabilidad química

a)Se define por medio de la variación de su viscosidad absoluta al variar la presión y la temperatura. Cuanto mayor sean estas variaciones y conserve la viscosidad absoluta mayor será la estabilidad física.Los aceites minerales tienen menos estabilidad física que los grasos, pero estos últimos tienen el inconveniente que se solidifican a bajar demasiado la temperatura o si aumenta la presión.La estabilidad física tiene gran importancia porque si al calentarse el motor disminuye demasiado la viscosidad del aceite existe el peligro de agarre.b)La estabilidad química está dada por la resistencia de los aceites a la descomposición química debida a la alta temperatura.La estabilidad química es grande en los aceites minerales y sintéticos y menor en los grasos, y se pueden mejorar mediante el agregado de aditivos.El envejecimiento de los aceites lubricantes es muy grande en los motores nuevos debido a la acción catalítica de los motores y la presencia de limaduras que se incorporan a la masa del

aceite, a medida que el aceite se incorpora a la superficie metálica debido al uso del motor la acción catalítica disminuye y la vida útil aumenta.El índice de envejecimiento de un aceite se mide por el número de neutralización que mide los ácidos orgánicos.

Propiedades del aceite de engrase: El aceite de engrase se obtiene principalmente del aceite natural por medio de destilación por vacío, limpiándose y preparándose especialmente para el motor. Por medio de esto, el aceite recibe propiedades especiales y llegan al comercio como aceites de marca.Igualmente se puede fabricar un buen aceite de engrase con materias vegetales y animales, pero tales aceites no soportan altas temperaturas y son poco apropiados para los motores de combustión.

¿Por qué se debe cambiar el aceite?

Además de la perdida de viscosidad producida por el uso normal durante muchos kilómetros, el aceite se degrada por acción de la temperatura de funcionamiento del motor, por la perdida de cualidades de sus aditivos o por la recolección de impurezas como:

- Carbono, producto de la combustión de aceite en las paredes de los pistones, muy cerca de los anillos.

- Combustible: Que se condensa en las paredes de los cilindros en el momento del arranque del motor.

- Residuos ácidos: Producto de la degradación del aceite y de sus aditivos como consecuencia de las reacciones químicas de esta degradación.

- Residuos alquitranados o carbonosos.

- Partículas metálicas, que se desprenden especialmente en motores nuevos o recién reparados. Además del polvillo no retenido por el filtro de aire, y que actúa como material abrasivo.

Todos estos elementos extraños, forman películas o capas que pueden obstruír los conductos del sistema de lubricación con daños graves para el motor.

Características del aceite:

1- Viscosidad: Es la facilidad de desplazamiento que tiene el aceite. Para el caso de un motor, el lubricante debe llegar lo más rápido posible al lugar que requiere ser lubricado, evitando los daños que se producen por el rozamiento entre las partes móviles en seco.

Un lubricante de alta viscosidad fluirá de manera más lenta dentro del motor.

La viscosidad se mide en números de 10 hasta 50, a mayor número mayor viscosidad, esto quiere decir que un aceite 20 fluye más rápido que uno 50.

Los motores modernos por ser fabricados con mayor precisión y menores tolerancias entre sus partes, obligan al uso de aceites con viscosidad entre 15 y 40.

2- Aceite monógrado: Es el que mantiene su viscosidad estable sin importar la temperatura ambiental y la de funcionamiento del motor.

3- Aceite multígrado: Es el que funciona con dos tipos de viscosidad, baja cuando la temperatura es baja y alta cuando la temperatura sube. Esto permite que fluya con facilidad en frío, especialmente durante el momento del encendido.

Cuando el motor adquiere la temperatura de funcionamiento, el aceite se espesa y la viscosidad aumenta, evitando la dilución normal del lubricante que produce el aumento de la temperatura. Ejemplo. 20W50. Siempre la viscosidad menor es la que se marca antes de la letra W con el número menor.

4- Aceite sintético: Es producido mediante procesos químicos altamente sofisticados, ofrece propiedades destacadas como estabilidad térmica y gran detergencia (capacidad para mantener limpio el sistema de lubricación).Sin embargo, no es perfecto, tiene baja estabilidad en el agua y su aplicación es muy específica.

No todos los motores pueden funcionar bien con este tipo de lubricante. No es recomendable para motores diseñados antes de 1.990, ni para propulsores con mucho kilometraje, ya que por su alta detergencia, puede llegar a eliminar los depósitos de carbón, originando fugas o falta de hermeticidad en la cámara de combustión, obligando a desarmar el motor, o como mínimo a intervenir la culata.

Su aprovechamiento también depende de la correcta sincronización del motor. Un propulsor mal sincronizado habitualmente trabaja con exceso de combustible, este sobrante se escurre al cárter o depósito diluyendo el aceite.

Adicionalmente si el vehículo permanece estacionado por largos periodos de tiempo, sin encender el motor, la humedad presente en el medio ambiente se mezcla con el aceite, afectando las características de este, debido a que su estabilidad se ve afectada por la presencia de agua.

Regla de oro:

Cuando cambie el aceite de motor, tenga en cuenta sus características, para no causar daños al motor.

El abecedario del aceite

Este es un aspecto muy importante a tener en cuenta, hay que aprender a leer el recipiente del aceite. Las letras indican las propiedades y características del vital lubricante.

Por ejemplo un aceite cuya especificación comienza con la letra S: La letra S indica que es un aceite para motor a gasolina.

Mientras que un aceite que venga marcado con una letra C al comienzo, indicará que es apto para motores Diesel.

La segunda letra señala la conformación general del aceite y las condiciones químicas de fluidez, estas son:

- Densidad y gravedad: Lo pesado que pueda ser un aceite.

- Puntos de oscuridad y fluidez: Muestra que tanto se puede solidificar un aceite cuando se enfría.

- Puntos de inflamación y de combustión: Indican a que temperatura el aceite se evapora o quema. Este aspecto es muy importante, ya que el aceite también refrigera el motor y debe resistir altas temperaturas sin quemarse.

- Color: Demuestra la uniformidad del grado o constitución del color, no se debe confundir con un color determinado, como por ejemplo el de una marca en particular.

- Residuo de carbono: Es lo que queda después de someter el lubricante a alta temperatura.

- Ceniza: El contenido de impurezas y ceniza.

- Capacidad detergente: Es el aspecto más importante de un aceite, ya que el aceite además de lubricar, debe limpiar y transportar hacia el depósito partículas de suciedad, para posteriormente ser filtrado.

En los sitios cercanos a la cámara de combustión, especialmente en válvulas y ranuras de anillos, se acumulan residuos y se produce carbón, y en motores muy usados, la larga duración de esta situación anormal deforma los asientos de las válvulas.

La capacidad detergente es un aspecto que se debe tener muy en cuenta antes de usar un aceite. Si este tiene muchos kilómetros de recorrido, no se debe usar un aceite muy detergente, por que remueve los depósitos y aunque quedan libres los asientos de las válvulas. Estos ya se han deformado por el uso, se producen fugas y pérdidas de compresión del motor.

Consejo Final: Siempre que cambie el aceite, cambie el filtro de este. Por la capacidad de detergencia que debe tener el lubricante, los óxidos. Las partículas en suspensión, la suciedad ambiental y la contaminación propia del funcionamiento del motor son transportadas en el aceite, y pueden ser llevados nuevamente al motor después de pasar por el cárter. El filtro se encarga de retener este material indeseable y si no se cambia los residuos terminan por llenarlo, disminuyendo la presión del sistema de lubricación, permitiendo que muchas partes no reciban la irrigación del aceite, acortando la vida útil del motor.

ADITIVOS: Los aceites normales se mejoran frecuentemente mediante adiciones químicas, y estos llamados aditivos rodean las distintas partículas de aceite y retardan su descomposición. Las partículas de hollín se aíslan y ya no pueden aglomerarse en un sitio, quedando en equilibrio en el líquido y se quitan en el siguiente cambio de aceite, con lo que el motor queda siempre limpio y tiene una mayor vida.Otros materiales fijan de nuevo el oxígeno e impiden una corrosión de las superficies de deslizamiento. El aceite tiene también una mayor resistencia y puede cargarse ahora más fuertemente. Estos aceites aparecen en el mercado como aceites de alto rendimiento. (Heavy Duty = HD).Para el engrase de mezcla se han descubierto aceites que se mezclan bien con el combustible y se queman en el motor casi sin dejar residuos.Al aceite de engrase se le añaden también algunas veces sustancias cristalinas como grafito y bisulfito de molibdeno (MoS2) cuyos materiales rellenan los finos poros en el material y alisan simultáneamente la superficie, formándose un delgado recubrimiento que soporta tanto altas temperaturas como elevadas presiones y que protege las superficies de deslizamiento de la destrucción por falta de engrase. Los materiales cristalinos se adaptan bien para el rodaje de los motores, pero se agregan al aceite de engrase sólo en pequeñas cantidades (10 a 20 cm3 por litro de aceite).

Designaciones: Los aceites de engrase llegan al comercio con diferentes designaciones, que en general se ajustan a la carga de los motores, y así, por ejemplo, hay aceites de engrase para cargas ligeras (ML), medias (MM) y pesadas (MS). Para los motores diesel hay en cambio un aceite para esfuerzos normales (DG) o pesados (DS).Los aceites de transmisiones se ajustan según la presión de las piezas de los motores y se dividen en aceites de alta y muy alta presión.

Los ingenieros americanos de automóviles (Society of Automotive Engineers = SAE) han dividido además los aceites de engrase según su zona de temperatura, en diferentes clases: Especificaciones de los aceites

SA: Aceite mineral puro.

SC: Aceite con control de corrosión y de depósitos. Fue la clasificación más alta hasta 1.964.

SB: Aceite no detergente. Contiene aditivos para el control de desgaste y de oxidación.

SD: Fue la clasificación más alta hasta 1.968.

SE: Fue lo máximo en lubricación hasta 1.972, aunque producía desgaste en los lóbulos de las guías.

SF: Era lo máximo en lubricación en 1980, ofrecía mejoras en cuanto a manejo de temperatura y manejo de la oxidación.

SG: Clasificación más alta en 1988.Contiene dispersores detergentes y mejoras contra la oxidación.

SH: Clasificación más alta en 1993. Contenía mejoras en todos los aspectos anteriores.

SJ: Clasificación más alta en 1997, también ofrecía mejoras en todos los aspectos anteriores.

Lo mejor es ajustarse a la carga de los motores, siendo necesario el cambio de aceite antes con trayectos cortos que con trayectos largos, y en invierno es igualmente recomendable cambiar antes el aceite.Lo mejor es cambiar el aceite después de un largo recorrido, pues, entonces está lo suficientemente batido y no queda colgado en el motor. Éste se puede enjuagar también con aceite ligero de la misma calidad, pero hay que quitarlo después de algunos minutos y reemplazarlo con el aceite de motores prescrito.El siguiente cambio de aceite y la calidad del mismo se anota en un apéndice.En lugar del aceite normal no se puede poner sin más un aceite de alto rendimiento (HD), pues las materias eficaces en este aceite dejan poco a poco residuos en el motor y se ponen en circulación obturando entonces todos los filtros y canales. El aceite de alto rendimiento hay que cambiarlo después de una marcha mucho más corta, e invertir así poco a poco el motor a este aceite.

Sistema de refrigeraciónEl circuito de refrigeración del motor de un vehiculo, es un circuito cerrado que recircula con 2 etapas distintas; la de enfriamiento, en la que el liquido refrigerante se enfría al pasar por el radiador, y la de calentamiento, que transcurre por los circuitos internos del motor. Una bomba promovida por la faja de distribución fuerza la circulación del liquido refrigerante a una presión de 1.5 bar (22psi), cuya misión es absorber el máximo de calor del motor para evacuarlo al radiador que es el encargado de disipar la misma.

En su recorrido, el liquido refrigerante pasa por el interior del bloque motor, rodeando los cilindros y por la culata muy cerca de las cámaras de combustión, es decir, por los puntos mas calientes del motor en donde ocurre el ciclo de cuatro tiempos del motor.

Además circula por otras partes sujetas a intercambio de calor, como el calefactor o radiador de calefacción. Posteriormente el refrigerante caliente es enfriado por aire a su paso por el radiador, antes de volver a dar la vuelta al circuito.

El sistema de refrigeración de este coche es bastante sencillo de controlar, limpiar y mantener. El radiador como se ha comentado es el que disipa el calor a partir del aspa que mueve el motor y que va sujeta a este por medio de una polea. Asimismo debajo de esta polea se encuentra enganchada la bomba de agua.

Bomba del agua: Es una bomba centrífuga accionada por el motor mediante una correa. Su capacidad debe ser suficiente para proporcionar la circulación del refrigerante. Se utiliza para hacer circular el líquido refrigerante por todas las partes del circuito de refrigeración del motor; el flujo del líquido refrigerante regresa a la bomba de agua a través del desviador cuando está cerrado el termostato y por el radiador cuando el termostato está abierto.

La bomba de agua tiene unos dientes que son los que hacen circular el líquido refrigerante (agua o anticongelante) por todo el circuito, por lo que se debe mantener en perfecto estado el mantenimiento de la misma asegurando que no tiene problemas de bloqueo o suciedad y de que el eje gira adecuadamente.

Es conveniente tener relleno el circuito de anticongelante ya que el agua puede formar costras que afecten al circuito e incluso formar costra en el termostato o en el propio radiador que impidan la correcta circulación o regulación de la temperatura.

El termostato es otro componente que conviene tener en cuenta. Existen distintos termostatos con distinta temperatura de apertura. Esta temperatura viene marcada habitualmente en el mismo, bien sea exteriormente o bien en el interior e indica el momento en que se abre para dar paso del líquido refrigerante al radiador.

También es importante conservar en buen estado los manguitos que tienen que estár elásticos y que con el paso del tiempo se van endureciendo.

Es recomendable tener controlado el líquido refrigerante del mismo manteniéndolo entre el mínimo y máximo.

Circulación por termosifón: Es un método que no utiliza medios mecánicos de circulación sino que se apoya en las propiedades del líquido como la densidad, eso significa que cuando el líquido está más caliente posee una densidad baja con la capacidad de subir, mientras que cuando está frío su densidad es alta, y puede desplazarse a las zonas inferiores. El líquido no comienza a circular cuando se llena el tanque, ni cuando se enciende el motor, sino cuando aumenta la temperatura en el cilindro del motor. En este sistema la velocidad de evacuación del líquido es muy débil.

b) Circulación por bomba: Se coloca entre el radiador y el motor en un punto bajo del circuito. La velocidad de evacuación se limita según la capacidad de la bomba, al igual que la refrigeración.

c) Circulación por termosifón y bomba: Este sistema combina los anteriores y funciona por termosifón pero con ayuda de la bomba mejorando la circulación del líquido refrigerante. La bomba puede estar fija sobre la culata o sobre el cárter de los cilindros. Está, generalmente, situada a la salida del líquido frío y dirigido hacia el cárter de cilindros. El líquido sube a continuación hacia la culata y retorna al radiador. En el caso de falla en la bomba, la circulación del líquido se convierte en 100% de termosifón.

El refrigerante se toma del fondo del radiador mediante la bomba de agua y se impulsa a través de todas las partes del motor que necesitan refrigerante, en el caso de los cilindros con camisas húmedas enfrían sus partes más calientes y la cámara de combustión. Luego el refrigerante circula de regreso a la parte superior del radiador (teniendo un radiador de flujo vertical) donde se filtra por los tubos de éste y mediante las aletas y el flujo de aire se extrae el calor y se envía a la atmósfera. En un motor no estacionario, el flujo de aire que entra a través de las rejillas del motor ayuda al enfriamiento. Pero si este motor funciona en vacío o a velocidad muy baja, el ventilador debe succionar el aire y pasarlo por el radiador, para evitar recalentamiento del motor. Algunos

ventiladores tienen un embrague que los desconecta de la operación una vez que el motor alcanza cierta velocidad hacia adelante.

Estructura

El sistema de enfriamiento por medio del agua se compone de las siguientes partes: Camisas de cilindros, radiador, mangueras de conexión, ventilador, bomba de agua, tapón, termostato y líquido refrigerante.

1. Camisa de los cilindros: Transfiere el calor desde el interior de los cilindros hasta el exterior. Este tipo de camisas puede ser húmeda porque permite que el líquido refrigerante circule alrededor de los cilindros para lograr un mejor enfriamiento. Las camisas de agua o húmedas no sólo rodean el cilindro sino también la cámara de combustión, los asientos de las bujías, los asientos y guías de las válvulas y las partes en contacto con los gases producto de la combustión.

2. El radiador: Disipa el calor mediante el flujo de aire; el líquido recuperado se enfría para hacerlo circular de nuevo. Consiste en dos tanques metálicos o plástico que están conectados uno contra otro por medio de un núcleo (malla de tubos delgados y aletas). Las mangueras se utilizan para unir el radiador al motor dando elasticidad al conjunto. Estas se sujetan con abrazaderas metálicas a los tubos que salen de ambos elementos. Los radiadores que tienen el tanque de entrada en la parte superior y el tanque de salida en la parte interior se llaman radiadores de flujo vertical. Los radiadores que poseen un tanque a cada lado se llaman radiador de flujo horizontal. En este tipo de radiadores el tanque de entrada está conectado con el termostato, mientras que el tanque de salida está conectado a la entrada de la bomba de agua.Núcleo del radiador: Puede construirse de tres tipos: tubular, de panal y láminas de agua.

1) Radiador con núcleo tipo tubular: Tiene unos tubos por los que el líquido refrigerante pasa, este liquido viene de las camisas de los cilindros y de la culata. El aire circula alrededor de los tubos y las aletas. Las aletas pueden ser perpendiculares a los tubos o intercalas en acordeón entre los tubos.

2) Radiador con núcleo tipo panal: Este tipo fueron usados antes en motores grandes y potentes, ahora poco, debido a su elevado precio y complejidad de su construcción (gran parte soldada). Son construidos por grupos de pequeños tubos horizontales que logran hacer una gran superficie de refrigeración.

3) Radiador con núcleo tipo láminas de agua: Hechos por unos tubos anchos y muy chatos montados en unas ondulaciones soldadas entre sí o bien se separan y sostienen con unas finas chapas de latón, las cuales dan rigidez a los pasos hexagonales del aire formando un falso panal. En los dos casos el aire que pasa por entre los tubos chatos, enfría las láminas de agua que circula en el interior de ellos.

3. Tapón o tapa del radiador: El tapón del circuito mantiene una presión en el radiador para que el punto de ebullición sea mayor. La entrada de aire o líquido al radiador con el motor frío se produce automáticamente. La tapa del radiador en ocasiones trae dos válvulas, la primera es de alivio que limita la presión en el sistema de enfriamiento a un nivel predeterminado. La segunda es de ventilación de vacío. Si el líquido refrigerante se calienta y expande lo suficiente como para causar que la presión del sistema se eleve por encima de la presión del diseño de la tapa, la válvula de presión se abre y permite que el líquido refrigerante se escape por un tubo de sobreflujo hacia el depósito hasta que la presión se estabilice en el sistema. Cuando el líquido refrigerante se enfría, se contrae creando así un vacío resultante en el sistema de enfriamiento; este vacío hace que el líquido se retire del depósito y entre al sistema de enfriamiento a través de la válvula de vacío ubicada en la tapa del radiador o del vaso de expansión evitando la entrada de aire al sistema, lo que puede producir oxidación de las partes.

4. Mangueras de conexión: Las mangueras de conexión son todo el conjunto de tuberías de caucho que unen los diferentes componentes de un circuito de refrigeración con agua entre sí por ejemplo: radiador - culata o bomba de agua - radiador. Las mangueras del radiador pueden ser rectas, moldeadas y flexibles y se pueden acomodar según las necesidades. El constante uso de las mangueras generan su deterioro; una manguera deteriorada afecta el buen funcionamiento del sistema, se hace necesario su reemplazo según el estado de éstas. Algunos de estos tipos de mangueras son: Manguera tipo acordeón, manguera moldeada y manguera común. Abrazadera (Clamp): Para asegurar las mangueras se utilizan diversos tipos de abrazaderas, la abrazadera tipo tornillo proporciona una sujeción más efectiva y se puede retirar y utilizar varias veces.

El ventilador: El ventilador no sólo envía una corriente de aire alrededor del motor, sino que absorbe el aire de la atmósfera y lo hace pasar a través del núcleo del radiador a mayor velocidad proporcionando un adecuado enfriamiento. El ventilador es accionado por el motor mediante un acople en el eje de la bomba de agua y se impulsa con una correa desde la polea del cigüeñal. Algunos ventiladores incorporan un embrague con fluido de impulsión para controlar las velocidades respecto a las demandas de enfriamiento.

Líquido refrigerante: Es el medio que se utiliza para absorber calor desde el motor hacia la atmósfera utilizando el sistema de refrigeración. El agua es el líquido más utilizado pero debido a sus propiedades (bajo punto de ebullición y congelación) y que requiere de algunos aditivos que mejoran sus características. Estos aditivos pueden subir el punto de ebullición o de congelación, evitar la corrosión, lubricar partes del sistema, retardar la formación de sedimentos o mejorar otras propiedades. Existen varios tipos de aditivos e inhibidores especiales a base de silicatos que se agregan para prevenir la corrosión de partes de aluminio, como las cabezas de cilindros, termostato o radiador. El más común (agua - etileno glicol) utilizando una mezcla de 50:50, lo que quiere decir 50% de agua y 50% de etileno glicol como (anticongelante). Esta relación de agua a etileno glicol proporciona protección para el sistema en rangos que van hasta -37 ºC (estaciones) o en clima cálido elevando el punto de ebullición para el refrigerante hasta 130ºC.

El termostato: Es una válvula sensible al calor ubicada en la parte superior delantera del motor. Controla la circulación del refrigerante según rangos mínimos y máximos de operación del motor. Cuando se arranca un motor frío, cierra el flujo del refrigerante, una vez que la máquina está caliente, se abre el termostato y permite que el refrigerante atrapado fluya de regreso al radiado.

Algunos funcionan bajo el principio de dilatación de una espiral metálica la cual abre o cierra una válvula en función de la temperatura necesaria para esa dilatación. Existen otros como los de válvula de mariposa y válvula de cabezal que tienen un elemento de cera que está expuesto al líquido refrigerante del motor. Cuando la cera se calienta, se expanden forzando una varilla que sale. Cuando la cera se enfría, se contrae cerrando la válvula por medio de un muelle y la varilla regresa a la posición inicial, de esta manera deja o no pasar el líquido refrigerante.