VERIFICACIN DE LOS PISTONES

VERIFICACIN DE LOS PISTONES

1En la operacin de desmontaje del motor, el pistn sale unido a la biela, bien por la parte superior del cilindro (si la cabeza de biela lo permite), o bien por la inferior. Para su verificacin no es necesario desmontarlo de la biela. Con anterioridad a la realizacin de las verificaciones correspondientes, es necesario limpiar la carbonilla adherida a la cabeza del pistn, para lo cual se desmontarn los anillos. En esta operacin de limpieza no deben rayarse las superficies, siendo preferible realizarla con algn producto disolvente.

2El rozamiento que se genera entre la falda del pistn y las paredes del cilindro produce, el desgaste de ambos. En esta zona del pistn, en sentido transversal al buln, es donde el desgaste es mximo y aqu debe efectuarse la verificacin. La suma de los desgastes del pistn y del cilindro, constituye la holgura existente entre ambos, que para un buen funcionamiento del motor, debe ser inferior a 0,10 mm. Esta verificacin se realiza introduciendo el pistn en el interior del cilindro hasta la altura del orificio del buln. Con la ayuda de una lamina calibrada introducida entre ambos, se determina el huelgo existente.

3El desgaste sufrido por el pistn en su funcionamiento puede ser medido con la ayuda de un micrmetro. La medicin ha de realizarse a una cierta distancia A de la cabeza, generalmente por debajo del orificio de alojamiento del buln y perpendicular a ste, dada su forma elptica.

4En la verificacin de los pistones, tambin debe comprobarse la holgura de los anillos en sus cajas, que se produce como consecuencia del martilleo del anillo en los cambios de sentido de movimiento del pistn en su funcionamiento. La comprobacin se realiza introduciendo una lmina calibrada entre el anillo y su caja. Un juego superior a 0, 1 mm implica cambio del pistn o del anillo, segn cual sea el defectuoso. El juego de montaje de los anillos en sus cajas debe ser de 0,05 mm.

5Un huelgo excesivo de los segmentos o anillos en sus respectivas cajas, produce un bombeo de aceite hacia la parte superior del cilindro en el instante de cambio de sentido de movimiento del pistn. Mientras el pistn sube, el segmento ocupa la posicin ms baja en la caja y, cuando baja, la ms alta. Este movimiento es el que produce el bombeo del aceite depositado en las paredes del cilindro hacia la parte superior del pistn y cmara de combustin, donde se quemar produciendo carbonilla. 6Debiendo sustituir uno o ms pistones de un motor, ha de procurarse que todos tengan el mismo peso, a fin de evitar posteriores desequilibrios en el funcionamiento del motor. La diferencia de peso mxima admisible es de 4 gramos generalmente, aunque, como es lgico, en los pistones de mayor dimetro esta tolerancia aumente (hasta 8 gramos a partir de 85 mm de dimetro). 7Tambin debe comprobarse la holgura existente entre el buln y su alojamiento en el pistn. En los montajes flotantes, la holgura en caliente debe ser inferior a 0,08 mm. La comprobacin de esta holgura se realiza introduciendo a mano el buln en el alojamiento del pistn, operacin que debe poder realizarse con una simple presin. Posteriormente, dando la vuelta al pistn el buln debe mantenerse en su alojamiento, sin caerse, pues en caso contrario es que existe una holgura excesiva. Si se aprecia huelgo, deber medirse el desgaste del buln y de su alojamiento en el pistn, con la ayuda de un micrmetro.

8Cuando en las verificaciones realizadas se haya detectado una holgura excesiva (superior a 0,08 mm) entre el buln y su alojamiento en el pistn o en la biela, deber procederse a la sustitucin de ambos.

9En los casos de buln fijo a presin en el pie de biela, para efectuar el montaje debe calentarse sta en hornos adecuados, hasta una temperatura aproximada de 350 C, con el fin de obtener la dilatacin conveniente para una correcta ejecucin del montaje. Finalizada la operacin de ensamble, deber comprobarse que el buln ha quedado bien posicionado en sus alojamientos del pistn, sin que sobresalga por ninguno de los extremos, pues producira ralladuras en el cilindro. Tambin debe verificarse que gira libremente en sus alojamientos.

10En la operacin de montaje es preciso tener en cuenta que, dado el desplazamiento lateral del orificio del buln, la biela ocupa en l una determinada posicin, que en el desmontaje previo se habr marcado. Si no fuera as, se montar de manera que el orificio 3 de salida del aceite de engrase, quede del lado por donde sube la biela, en tanto que la flecha grabada en la cabeza del pistn apunta en el montaje hacia el volante motor. En el detalle de esta misma Figura pueden verse las marcas 2 de la cabeza de biela y 1 del fondo del pistn, correspondientes a la clase de ste y del buln.

11Tambin se comprobar el desgaste de los segmentos, midiendo su espesor con un micrmetro e introducindolos posteriormente en el cilindro y midiendo la separacin entre sus puntas. El segmento debe quedar bien centrado en el cilindro, para lo cual basta empujarlo y guiarlo con el propio pistn. La separacin entre puntas debe estar comprendida entre 0,2 y 0,4 mm para los segmentos de compresin y de 0,4 a 1,2 mm para los de engrase. Si se sobrepasa esta tolerancia, se sustituirn los segmentos.

12VERIFICACIN DE LAS BIELAS 13La biela est sometida a esfuerzos de flexin que tienden a deformarla, es necesario comprobar: su alineacin, as como los ajustes del buln en el pie de biela y del cigeal en la cabeza. Tambin se inspeccionarn los tornillos de fijacin de la tapa de biela, cuyas roscas deben encontrarse en perfecto estado.

14Una manera sencilla de verificar si la biela est deformada consiste en situarla sobre una superficie plana, como muestra la Figura, en la que debe apoyar perfectamente, tanto la cabeza, como el pie Las posibles deformaciones se detectan introduciendo lminas calibradas en las zonas de apoyo mientras se presiona en la parte opuesta, como se muestra con flechas en la figura.

15Si existe cojinete de friccin en el pie de biela, deber encontrarse en perfectas condiciones la superficie de apoyo con el buln, sin desgastes excesivos ni ralladuras. La holgura mxima admisible entre ambos es de 0,1 mm. Mayor huelgo implica la sustitucin del casquillo, montado en el alojamiento del pie de biela. El juego de montaje entre buln y casquillo es de 0,02 mm generalmente. 16Cuando el buln va montado a presin en el pie de biela, se verificarn los dimetros, B debe ser mayor en 0,05 mm que el A del orificio de alojamiento en el pie de biela. En los casos necesarios se procede al escariado del alojamiento del buln hasta la dimensin correspondiente a la sobre medida del nuevo buln.

17Bielas rebajar tapa de Biela

El rectificado de la cabeza de la biela comienza con el rebajado de la tapa ..Bielas rectificando la cabeza

Y contina con el montaje de la biela en la maquina, su centrado y posterior alesado y rectificado. Todo, siempre, bajo el permanente control instrumental y apegado estrictamente a las Especificaciones Tcnicas del Fabricante

Bielas, armar pistn en BielaSe inspeccionar la superficie interior de los cojinetes de la cabeza de biela, que no debe presentar ralladuras ni seales de un desgaste excesivo. Cualquiera de estos incidentes, implica la sustitucin de los casquillos de biela.

21Cuando los cojinetes se encuentran en buen estado, se proceder a comprobar el juego existente en su acoplamiento al puo del cigeal, teniendo en cuenta que en la verificacin, cada biela debe montarse con el torque adecuado y en su correspondiente posicin. El control del juego se realiza generalmente con hilo blando calibrado (plastigage) que se suministra en diversos dimetros, con arreglo al huelgo que se comprueba, y dentro de una envoltura provista de una escala de comparacin para determinar el huelgo.

22El plastigage se coloca a lo ancho del cojinete. Seguidamente se aprietan los tornillos de fijacin de la tapa de biela hasta el par de apriete especificado por el fabricantey despus de ello se vuelve a desmontar. El hilo habr sufrido un aplastamiento que debe ser inferior a 0,1 mm. Los cojinetes de biela son suministrados por el fabricante generalmente en medida estndar o con el dimetro en 0,12, 0,25, 0,5, 0,75 y 1 mm. El juego de montaje entre cojinete y tapa de biela suele estar comprendido entre 0,02 y 0,05 mm.

23Es conveniente efectuar marcas apropiadas en el desmontaje de los pistones en los cilindros, con el fin de evitar posibles errores en el posterior montaje. El pistn solamente puede ser montado en una posicin.

24Finalmente, con las bielas ensambladas en los puos del cigeal, se comprobar el juego axial de acoplamiento entre ambos, que debe estar comprendido entre 0,05 y 0,4 mm. Este huelgo puede comprobarse por medio de lminas calibradas que se introducen en el lateral de la zona de acoplamiento de la cabeza de biela al codo del cigeal.

25VERIFICACIN DEL CIGEAL

26En algunas ocasiones, el rozamiento es causa de deformaciones en los apoyos de bancada o en las muequillas y entonces es necesario rectificar el cigeal, colocando a continuacin unos cojinetes nuevos. El rectificado debe hacerse con el menor arrancamiento posible de material, para que la superficie de apoyo del cojinete no disminuya demasiado. Por esta causa no debe sobrepasarse una distribucin de 1 mm en dimetro. A partir de este valor, es necesario sustituir el cigeal.

27Tambin los cigeales se deforman longitudinalmente con los esfuerzos a que estn sometidos en su funcionamiento y, por esta causa, es necesario verificar el alineamiento de apoyos y muequillas o puos y el equilibrado del conjunto. 28En una primera inspeccin, precedida de una escrupulosa limpieza, se comprobar que no existen: grietas, hendiduras ni resaltes de ninguna clase en las superficies de apoyo ni en las muequillas o puos.

29Se medir el dimetro de cada una de las muequillas y cada apoyo de bancada, por lo menos en dos posiciones perpendiculares, y en ambos extremos. Si se encuentran valores de ste superiores a 0,05 mm, se proceder al rectificado del cigeal, que debe efectuarse en todos los apoyos o muequillas a la medida correspondiente del que presente mayor desgaste.30En la tabla que se muestra a continuacin pueden verse los valores correspondientes a los dimetros de apoyos y muequillas de un cigeal, tanto en medida estndar, como en las correspondientes submedidas.

31El rectificado se realiza en mquinas apropiadas, en las que se fija el cigeal entre puntas y se le hace girar bien centrado, utilizando en las zonas de fijacin unas masas adecuadas. La operacin se efecta por medio de muelas abrasivas de desgaste. 32Si los resultados de las verificaciones detalladas anteriormente son correctos, se proceder a continuacin a comprobar el juego existente en los cojinetes de apoyo de bancada, para lo cual se seguir idntico procedimiento que el descrito en la verificacin de los cojinetes de biela con el plastigage.

33CigealesSe procede a mecanizar el eje cigeal y el eje de levas del motor con una mquina diseada especialmente para este proceso.

Montaje de un eje cigealEl arranque de viruta se realiza por medio de la alimentacin de la muela abrasiva contra el eje cigeal lo que va produciendo la disminucin del dimetro correspondiente y su control es por medio del reloj de lectura continua.

Instrumento de lectura contnuaUna vez completado el rectificado y antes de sacar el eje cigeal de la mquina, se procede al control dimensional y al pulido final

Calibracin de un Eje CigealQu es lo que hay que medir Dimetro de los muones de bancadas Dimetros de los muones de bielas Flexin mxima del eje cigealInstrumentos a emplear- Micrmetros de exteriores Reloj comparador y bancada de controlo base magnticaProcedimientos de medicin Controlar dimetros exteriores Controlar deflexin

EJEMPLOMotor M. Benz OM 449 LADimetro mun de bancadas: 103,98 a 104,00 mmDimetro mun de bielas: 89,98 a 90,00 mmOvalizacin y Conicidad mxima: 0,005 mmJuego radial de los muones de bancadas y bielas: 0,06 a 0,12 mm (tolerancia)

Excentricidad mxima del cigeal: 0,09mmDureza Superficial de los muones: 54 a 60 Rc

Muones de bancadasStd 104,00 a 103,98 mm0,25 103,75 a 103,73 mm0,50 103,50 a 103,48 mm0,75 103,25 a 103,23 mm1,00 103,00 a 102,98 mmMotor M. Benz OM 449 LA

Sub-medidas de rectificado (sobre-medidas de metales)Muones de bielasStd 90,00 a 89,98 mm0,25 89,75 a 89,73 mm0,50 89,50 a 89,48 mm0,75 89,25 a 89,23 mm1,00 89,00 a 88,98 mmEjercicioSi al medir el mun se obtiene un dimetro promedio de 103,95 mm. (- 0,05 mm.) significa que tendr un 0.048% menor que el nominal.Sin embargo, la tolerancia de funcionamiento ser de 0,015 mm. lo que significa que habr aumentado en un 50,0%, con todo lo que ello implica en las presiones y caudales de aceite del motor.De ah la importancia de una buena y rigurosa calibracin de los componentes para determinar su real estado y tomar decisiones acertadas en el proceso de reconstruccin del motor.El dimetro de un mun de bancadas Std es: 104,00 mm.El dimetro del tnel de bancadas con metales es: 104,10 mm. La tolerancia de funcionamiento esta dada por tnel mun : 0,10 mm La tolerancia de funcionamiento debe de estar entre 0,06 a 0,12 mm. OKTambin debe comprobarse el huelgo axial del cigeal, montado sobre la bancada, que deber estar comprendido entre 0,08 y 0,2 mm. Si se encuentra fuera de estas tolerancias, debern sustituirse los cojinetes axiales. La verificacin puede realizarse con un comparador de base magntica, si fuese necesario se sustituir el cojinete axial por otro de sobre medida.

42Las posibles deformaciones de un cigeal pueden ser verificadas realizando un control de alineamiento de sus apoyos y muequillas. Con la ayuda de un comparador, puede determinarse el desalineado existente entre ellos, para distintas posiciones de giro del cigeal. Las diferencias de valores encontrados no debe sobrepasar en ningn caso los 0,05 mm. Mayores valores implican la sustitucin del cigeal.

43Deber controlarse el equilibrado del cigeal con el volante de inercia montado sobre l, e incluso con el mecanismo de embrague acoplado. Hacindolo rodar sobre sus apoyos, debe permanecer en equilibrio en cualquier posicin que se deje. Los desequilibrios son corregidos quitando material de los contrapesos por medio de vaciados, o aadiendo peso en las zonas de menor peso.

44Finalizadas las verificaciones descritas y efectuadas las oportunas correcciones, se comprobar que los conductos de aceite del cigeal no estn obstruidos y, en caso necesario se limpiarn utilizando un hilo de cobre, soplndolos a continuacin con aire comprimido. 45 A la corona dentada del volante, se verificar el estado del engrane y desgaste de los dientes. Si fuese necesario se sustituir la corona, para lo cual es preciso calentarla hasta la temperatura de 80 C, al objeto de provocar la dilatacin pertinente, pues va montada a presin en el volante. El montaje de la nueva se realiza de la misma forma, cuidando que el calentamiento a que se la debe someter no sea excesivo, pues variaran las caractersticas del tratamiento trmico que posee. 46Finalmente, antes de proceder al montaje del cigeal en el motor, deben verificarse los retenes de aceite que hacen estanca su unin al bloque motor. 47Seccin PruebasEn esta seccin se realizan pruebas no destructivas a culatas y blocks, bombas de aceite, ejes cigeales y ejes de levas y cualquier componente del motor, buscando encontrar desperfectos que comprometan su normal funcionamiento.

Prueba Hidrulica en CalienteSeccin PruebasPrueba de funcionamiento de la Bomba de Aceite del motor

Seccin PruebasSe controla presin y caudal a ciertas rpm e inspeccin ocular e instrumental

En esta seccin se realizan se realiza una prueba a elementos ferromagnticos en busca de fisuras.

MagnetizadoSeccin Pruebas // Magnaflux

Principio de funcionamiento y Flujo Magntico en una pieza sana y en otra con una fisuraSeccin Pruebas // Magnaflux

Aplicacin del Fluido Fluorescente con Polvo de Hierro en Suspensin

Seccin Pruebas // Magnaflux

Inspeccin de la pieza utilizando lmpara de luz ultravioleta. El polvo se acumula en las fisuras, pudiendo ser fcilmente detectadasSeccin Pruebas // Magnaflux

No MagnetizadoFALLAS PREMATURAS DE COJINETES O METALES

55FALLAS PREMATURAS DE COJINETES POR MAL FUNCIONAMIENTO CORROSIN CAUSASCorrosin es un ataque qumico sobre la aleacin de los cojinetes por compuestos existentes en el lubricante. Tales compuestos pueden ser extraos al sistema de lubricacin, como en el caso del agua o pueden ser producidos durante la operacin, como resultado de la oxidacin del aceite lubricante. La accin nociva que se desenvuelve cuando un cojinete opera en medio corrosivo puede ocasionar la remocin directa de uno o ms elementos de la aleacin, o la formacin de xidos frgiles sobre la superficie de deslizamiento. CORRECCINCambio de aceite dentro del plazo especificado por su fabricante.

56FATIGA GENERALIZADA CAUSASLos daos por fatiga pueden ser causados por esfuerzo anormal y cclico, o sea picos de carga. FIG 1Las fracturas por fatiga son iniciadas por cargas excesivas, propagndose perpendicularmente a la superficie del cojinete. FIG 2

1257INSUFICIENCIA DE ACEITE EN EL COJINETE.CAUSAS dilucin del aceite lubricante; motor trabajando en marcha lenta por largos perodos. Falta de aceite lubricante, que ocasiona un contacto metalmetal del cojinete con el cuello del cigeal eleccin incorrecta de submedida del cojinete.

58FALLAS PREMATURAS DE COJINETES POR ERROR EN EL MONTAJE JUEGO AXIAL INSUFICIENTECAUSASUn juego insuficiente provocado por montaje incorrecto o por colocacin incorrecta del disco y del plato de presin, que fuerzan el cigeal contra la brida del cojinete a tal punto que, por la friccin generada y por la falta de la formacin de la pelcula de aceite hay una elevacin de temperatura a niveles donde el plomo presente en la aleacin se separa del cobre, con consecuente deterioro total en esas reas. CORRECCINObedecer el juego de montaje especificado por el fabricante.

59SUCIEDAD EN EL ALOJAMIENTO CAUSASPartculas entre el alojamiento y el cojinete impiden el contacto adecuado y dificultan el flujo de calor. El calentamiento y las cargas localizadas provocan la fatiga en esa rea y el material se desprende.CORRECCINLimpiar cuidadosamente el alojamiento, retirando las rebarbas, suciedades o partculas slidas, antes de instalar los nuevos cojinetes. Examinar el estado de los cuellos y rectificar en caso necesario.

60Alojamiento ovalizado.CAUSASLas flexiones de la biela debido a las cargas alternadas pueden producir la ovalizacin del alojamiento. Los cojinetes tienden a adquirir esa forma, resultando de all una superficie interna no cilndrica. CORRECCINExaminar la circularidad del alojamiento del cojinete y si estuviera fuera de las especificaciones, reacondicionarlo o cambiar la biela.

61Biela torcida o curvada.CAUSASEn una biela curvada o con torsin, los alojamientos estn desalineados originando reas de elevadas presiones y hasta contacto metalmetal entre el cojinete y el cuello del cigeal. La curvatura de la biela puede ocurrir por introduccin forzada del buln. CORRECCINExaminarla biela, y caso sea necesario substituirla.Evitar esfuerzos de torsin en la biela.

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