viernes, 11 de noviembre de 2011

PISTON DE UN MOTOR

Pistones

Conjunto de Pistones
El tema de esta seccion es muy interesentante puesto que con este componente se puede modificar un motor tipo I,  con relativo bajo presupuesto obteniendo grandes beneficios.
Este componente es de los que más sufre desgaste en un motor por su gran actividad

Los pistones tienen 3 ranuras en las cuales se instalan un anillo especifico en cada una.
Los anillos superiores actúan para evitar que la fuerza de la explosión de la mezcla  escape a través de la holgura entre el piston y  las paredes del cilindro hacia dentro del motor, evitando perdida de  potencia.
Los  ultimos son los aniillos de aceite, los cuales actúan para evitar que el aceite del motor se pase a la camara de combustión contaminando la mezcla y emitiendo humo blanco por el escape.
Cuando un anillo sufre desgaste deja de efectuar en menor o mayor medida su función, para solucionar esto hay que cambiarlos por unos nuevos, si este es tu caso te recomendamos cambiar todo el conjunto de pistones por uno nuevo,  no es costoso y obtienes mejores beneficios.

Los pistones se sujetan a la biela por medio de un perno y éste a su vez se sujeta con unos seguros métalicos, en motores de alto rendimiento  es recomendable substituirlos por unos "Teflones" porque el seguro original se puede llegar a zafar causando daños irreparables a la camisa o cilindro del pistón.
De acuerdo a la medida del piston varia el  tamaño del perno por eso.existe un tipo de teflon específico para los diferentes pistones.

Recordemos que para obtener el dato de la cilindrada de un motor es: Cilindrada= Pistón x Pistón x Carrera x 0.0031416  Ej.   85.5  x 85.5  x  69 x  0.0031416 = 1,584.64 cc 
Los motores Originales 1,600 cc, vienen configurados con pistones de 85.5 mm, básicamente  hay 3 tipos
1.- PIstones 85.5 normales o con cazuela
2.- Pistones 85.5 planos
3.- Pistones 85.5 de Injeccón Electronica

En general  son iguales pero con la  variación en la parte superior,  cuando se  instalan en su posición original con respecto al cilindro, reducen el espacio en la camara de combustión, aumentando ligeramente la relación de compresión , lo cual aumenta la potencia del motor.
Cuando aumentamos el diametro del  pistón original (85.5mm) instalando  uno más grande obtendremos más cilindrada y mucho más potencia, solo tenemos que modificar las cabezas y el block como veremos más adelante. 
En la imagen de la derecha se puede apreciar  la diferencia del diámetro.
Los pistones generalmente estan marcados con su diámetro en la parte superior.
Si tomamos en cuenta que el cigueñal es el original 69mm, con el aumento del pistón quedaria asi:

Pistón
Cilindrada
85.5 mm.
1,585cc
87 mm.
1,641cc
88 mm.
1,679cc
90 mm.
1,756cc
90.5 mm.
1,775cc
92 mm.
1,835cc
94 mm.
1,915cc

Para instalar pistones de 88 mm en adelante hay que modificar el mono block asi como las cabezas abriendolas a la medida exterior correspondiente a la camisa de cada medida de pistón.  El pistón más grande que se le puede instalar a un block original son los de 94mm.
Esto se tiene que realizar con maquinaria especial para evitar fugas.

Block original para pistón 85.5 mmBlock abierto para pistón 92mm
Cabeza original para pistón 85.5 mmCabeza abierta para pistón 94mm ( y válvulas grandes)
Medidas del Diametro de Maquinado para algunos Cilindros
Tamaño del PistónBlock DiametroCabeza Diametro
 88mm94.5mm97mm
90.5.mm96mm98mm
94mm97.25mm101.1mm
El Deck del Pistón. 
Esta medida es necesaria para poder obtener el dato de la relación de compresión de un motor. Básicamente consiste en la distancia del piston en la parte mas alta de su carrera en relación a la parte superior del cilindro.
La medida minima es de 1 mm  , Esta medida la tiene que calcular la parsona que va a preparar el motor y varia de acuerdo al rebajado de cabezas y lo que cubique la cabeza (ver sección de cabezas). Para poder aumentar  esta distancia se tienen que instalar aumentos  en la parte inferior del cilindro o rebajarla para disminuirla.
En la imagen de la izquierda se señala el lugar sonde se rebaja o se instalan los aumentos, hay que recordar que estas medidas varian en solo milesimas.
En la imagen de la derecha se presenta la manera de medir el deck, con el cilindro instalado en el block, con un micrómetro lineal.  

Si se instala un gasket ó anillo de bronce para mejorar el sello del cilindro con la cabeza, hay que  contemplar el grosor del mismo (y su capacidad de compactación al apretar la cabeza), para calcular correctamente el deck y por lo mismo la relación de compresión..
Cuando el deck es muy reducido y de acuerdo al levante del  árbol se tiene que modificar el pistón, haciendole unas ranuras llamadas "Fly Cuts" para que el pistón no golpee con las válvulas.
Al realizar este tipo de trabajo hay que cubicar las ranuras, para calcular la camara de combustión y que cubique en la medida deseada.
 
Cuando el cigueñal es de carrera más larga los pistones disminuyen en su alto en relación al perno, como se puede apreciar en la imagen de la derecha.

Pistón para cigueñal de carrera larga       PIston para 69mm
Notas.    En motores de alto rendimiento es recomendable que este tipo de trabajos los realice una persona experimentada en el ramo, para evitar dolores de cabeza

VALVULAS DE ADMISION Y ESCAPE DE UN MOTOR

Admisión y Escape de Competición

El material con que se construyen las válvulas y los asientos son de primera calidad. Durante la operación del motor, la válvula de admisión varía su temperatura entre los 200° y 400° Celsius. La de escape entre 600° y 800°. Estas piezas están sujetas a grandes cargas de compresión sumergidas en un ambiente de gases corrosivos. A 7.000 RPM de motor las válvulas golpean el asiento 3.500 veces por minuto.

Tipos de Válvula para Motor de Pistones
Cabeza plana.Tipo convexa.De competición.

Cabeza Plana: para motores de automóvil. Buena resistencia.
Convexa: para motores industriales. Gran resistencia.
Cóncava: para competición. Gran flujo, poca resistencia.

Refrigeración de Válvulas

La válvula de admisión se refrigera con gases frescos que entran al motor. La de escape disipa su calor cuando toma contacto con el asiento de válvula. Esta es una las razones que obligan a mantener la refrigeración de la culata en condiciones óptimas. La temperatura de los asientos de válvula debe ser lo más baja posible. El ancho del asiento en la válvula debe aumentarse si se observa erosión en esa área.
Posicionadores de Válvula
Estos elementos son los que mantienen a la válvula en posición cuando se encuentra montada en la culata. Pulse sobre las imágenes que aparecen a continuación para observar en detalle.Retenedor y sello  de válvula.Válvula montada en la culata.
Alineación del Balancín
Un aspecto importante que se debe considerar al armar el tren de distribución, es el ángulo entre el balancín y la válvula. Este debe ser de 90° al iniciar el contacto.
Alineación de balancín.

Flotación de Válvulas
El movimiento de la válvula, cuando retorna a su asiento debe ser veloz. La pieza que se encarga de lograr esto es el resorte de valvla el cual debe ser capaz de desplazar la válvula a su asiento a mayor velocidad que la del movimiento del balancín.
Cuando un motor opera a altas revoluciones y no tiene los resortes adecuados, sus válvulas no alcanzan a cerrar ("flotan"). El balancín las vuelve a abrir antes de que se apoyen en su asiento.
Operación del tren de distribución.

EL CARTER, LA CULATA Y EL CIGUEÑAL DE UN MOTOR

El Carter : Es el cuerpo del motor. En su interior y exterior están situados una serie de elementos adicionales necesarios para el correcto funcionamiento de nuestro motor. En su parte anterior podemos distinguir el tornillo y las chavetas de sujeción del carburador y la ventana por donde el combustible penetra en el interior del motor una vez realizada la mezcla en el carburador. Así mismo puede apreciarse el rodamiento delantero que sirve de apoyo al cigüeñal en su salida del carter.

En su parte superior se aprecian los agujeros roscados para los tornillos de sujeción de la culata al carter y en su parte lateral a ambos lados se aprecian las aletas de sujeción a la bancada de nuestro modelo, en la parte posterio se pueden distinguir la salida prevista para el escape y la tapa posterior del carter que según el fabricante y moleo de motor puede servir también como alojamiento de un pulmón que almacene temporalmente combustible o en su defecto como simple mecanismo de cierre posterior del carter.

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...................Vista delantera del carter ..........................
Vista superior del carter

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....................................................Vista posterior del carter
En su parte interior el carter presenta unas canalizaciones que son las responsables de controlar parte del flujo del combustible dentro del motor

La Culata: Está situada en la parte superior del carter. Externamente presenta una serie de aletas para la refrigeración del motor y contiene el alojamiento para la bujía. Internamente puede ser de una sola pieza o estar dividida en dos partes denominadas culata y culatin. En este último caso es en el culatin donde se enrosca la bujía y quien en su parte interior da forma a la parte superior de la cámara de combustión. En caso de no existir culatin la propia culata alberga la bujía y conforma la parte superior de la cámara de combustión.

El que un motor tenga culata, o culata y culatin, no quiere decir que sea ni mejor ni peor que otros. El que ambos elementos estén separados permite cambiar uno u otro independientemente por ejemplo porque necesitemos una culata con mayor o menor poder de refrigeración, en cuyo caso si tenemos un motor con culatin como es este quien conforma la parte superior de la cámara de combustión podremos cambiar la culata sin tener que “ recalcular” la altura de la cámara de nuestro motor. También cuando uno de los dos elementos debe ser sustituido podemos hacerlo por separado lo cual a la postre resulta mas económico.

Entre la culata (o el culatin según el caso) y la parte superior del carter de motor se intercalan unas arandelas calibradas que sirven para variar la altura de la cámara de combustión para que en función de la altura sobre el nivel del mar a la que rodemos y el % de nitro que utilicemos el motor realice una combustión optima.

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Culata y arandela de regulación de alturaLa culata se fija a la parte superior del carter mediante tornillos. En caso de existir separadamente culata y culatin este último posee unas marcas en forma de punto o flecha, según el modelo, de forma que señalan su posición, ya que dichas marcas siempre deben quedar apuntamdo hacia la salida para el escape prevista en el carter.

El Cigüeñal : Está situado en la parte interior del carter de forma longitudinal. En su parte anterior que sobre sale del carter a través del rodamiento delantero de este presenta una parte roscada para la tuerca que sujeta el volante de inercia del embrague de nuestro motor. Ya en la parte que se encuentra dentro del carter presente una ventana que coincide durante parte de su giro con la ventana existente en el carter para permitir la entrada de combustible proveniente del carburador. Su parte central interna está acanalada y es por do
nde circula el combustible hasta su parte posterior que presenta un abultamiento normalmente semi-circular denominado volante de inercia que a su vez tiene una protuberancia denominada “muñequilla” donde enlaza con la biela.

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........Partes principales del cigüeñal. .........Flujo de la mezcla de combustible por el cigüeñal
De la forma de la ventana de admisión, el pulido de su acanaladura interior y de la forma del volante de inercia que a su vez tiene la función de impulsor del combustible dentro del motor dependerán gran parte de las características de nuestro motor. Por supuesto un buen acabado y conservación que facilite el flujo de la mezcla será fundamental para obtener una buenas prestaciones.
El cigüeñal junto con la biela es el responsable de transformar el movimiento lineal ascendente y descendente del pistón en un movimiento circular aprovechable para impulsar nuestro modelo.

EL BLOQUE DE UN MOTOR

El bloque del motor o bloque de cilindros es el cuerpo principal del motor  y se encuentra instalado entre la culata y el cárter. Por lo general, el bloque es una pieza de hierro fundido, aluminio o aleaciones especiales, provisto de grandes agujeros llamados cilindros. El bloque esta suspendido sobre el chasis (bastidor) y fijado por unas piezas llamadas soportes.
En la parte alta recibe la culata del cilindro, formando un cuerpo con los cilindros.
El bloque del motor debe ser rígido para soportar la fuerza originada por la combustión, resistir a la corrosión y permitir evacuar por conducción parte del calor.

 
Funciones:

La función del bloque es alojar el tren alternativo, formado por el cigüeñal, las bielas y los pistones. En el caso de un motor por refrigeración líquida, la más frecuente, en el interior del bloque existen también cavidades formadas en el molde a través de las cuales circula el agua de enfriamiento, así como otras tubulares para el aceite de lubricación cuyo filtro también está generalmente fijo a la estructura del bloque.
Cuando el árbol de levas no va montado en la culata (como es el caso del motor OHV) existe un alojamiento con apoyos para el árbol de levas de las válvulas.
El bloque tiene conexiones y aperturas a través de las cuales varios dispositivos adicionales son controlados a través de la rotación del cigüeñal, como puede ser la bomba de agua,  bomba de combustible, bomba de aceite y distribuidor (en los vehículos que los poseen).

Material:

Los materiales más usados son el hierro fundido y el aluminio, este último más ligero y con mejores propiedades disipadoras, pero de precio más elevado.
Resistiendo peor al roce de los pistones, los bloques de aluminio tienen los cilindros normalmente revestidos con camisas de acero.
El material del que son construidos los bloques tiene que permitir el moldeado de todas las aperturas y pasajes indispensables, así como también soportar los elevados esfuerzos de tracción de la culata durante la combustión, y alojar a las camisas de cilindro por donde se deslizan los pistones. Asimismo van sujetas al bloque las tapas de los apoyos del cigueñal, también llamadas apoyos de bancada. Además, tiene que tener apoyos del cigüeñal reforzados.

jueves, 10 de noviembre de 2011

SISTEMA DE DISTRIBUCION DE UN MOTOR DE COMBUSTION INTERNA

Encendido de motor.
Los motores necesitan una forma de iniciar la ignición del combustible dentro del cilindro. En los motores Otto, el sistema de ignición consiste en un componente llamado bobina de encendido, que es un auto-transformador de alto voltaje al que está conectado un conmutador que interrumpe la corriente del primario para que se induzca un impulso eléctrico de alto voltaje en el secundario.
Dicho impulso está sincronizado con la etapa de compresión de cada uno de los cilindros; el impulso se lleva al cilindro correspondiente (aquel que está comprimido en ese momento) utilizando un distribuidor rotativo y unos cables de grafito que dirigen la descarga de alto voltaje a la bujía. El dispositivo que produce la ignición es la bujía que, fijado en cada cilindro, dispone de dos electrodos separados unas décimas de milímetro, entre los cuales el impulso eléctrico produce una chispa, que inflama el combustible.
Si la bobina está en mal estado se sobrecalienta; esto produce pérdida de energía, aminora la chispa de las bujías y causa fallos en el sistema de encendido del automóvil.

Válvulas y árbol de levas.

 
Cada cilindro toma el combustible y expulsa los gases a través de válvulas de cabezal o válvulas deslizantes. Un muelle mantiene cerradas las válvulas hasta que se abren en el momento adecuado, al actuar las levas de un árbol de levas rotatorio movido por el cigüeñal, estando el conjunto coordinado mediante la cadena o la correa de distribución. Ha habido otros diversos sistemas de distribución, entre ellos la distribución por camisa corredera (sleeve-valve).

SISTEMA DE ALIMENTACION DE UN MOTOR DE COMBUSTION INTERNA


El sistema de alimentación de combustible de un motor Otto consta de un depósito, una bomba de combustible y un dispositivo dosificador de combustible que vaporiza o atomiza el combustible desde el estado líquido, en las proporciones correctas para poder ser quemado. Se llama carburador al dispositivo que hasta ahora venía siendo utilizado con este fin en los motores Otto. Ahora los sistemas de inyección de combustible lo han sustituido por completo por motivos medioambientales. Su mayor precisión en el dosaje de combustible inyectado reduce las emisiones de CO2, y aseguran una mezcla más estable. En los motores diésel se dosifica el combustible gasoil de manera no proporcional al aire que entra, sino en función del mando de aceleración y el régimen motor (mecanismo de regulación) mediante una bomba inyectora de combustible

Bomba de inyección de combustible 

En los motores de varios cilindros el combustible vaporizado se lleva los cilindros a través de un tubo ramificado llamado colector de admisión. La mayor parte de los motores cuentan con un colector de escape o de expulsión, que transporta fuera del vehículo y amortigua el ruido de los gases producidos en la combustión.

Cámara de combustión

La cámara de combustión es un cilindro, por lo general fijo, cerrado en un extremo y dentro del cual se desliza un pistón muy ajustado al cilindro. La posición hacia dentro y hacia fuera del pistón modifica el volumen que existe entre la cara interior del pistón y las paredes de la cámara. La cara exterior del pistón está unida por una biela al cigüeñal, que convierte en movimiento rotatorio el movimiento lineal del pistón.
En los motores de varios cilindros, el cigüeñal tiene una posición de partida, llamada espiga de cigüeñal y conectada a cada eje, con lo que la energía producida por cada cilindro se aplica al cigüeñal en un punto determinado de la rotación. Los cigüeñales cuentan con pesados volantes y contrapesos cuya inercia reduce la irregularidad del movimiento del eje. Un motor alternativo puede tener de 1 a 28 cilindros.

                                                      Carburador SOLEX monocuerpo



Refrigeración

Dado que la combustión produce calor, todos los motores deben disponer de algún tipo de sistema de refrigeración. Algunos motores estacionarios de automóviles y de aviones y los motores fueraborda se refrigeran con aire. Los cilindros de los motores que utilizan este sistema cuentan en el exterior con un conjunto de láminas de metal que emiten el calor producido dentro del cilindro. En otros motores se utiliza refrigeración por agua, lo que implica que los cilindros se encuentran dentro de una carcasa llena de agua que en los automóviles se hace circular mediante una bomba. El agua se refrigera al pasar por las láminas de un radiador. Es importante que el líquido que se usa para enfriar el motor no sea agua común y corriente porque los motores de combustión trabajan regularmente a temperaturas más altas que la temperatura de ebullición del agua. Esto provoca una alta presión en el sistema de enfriamiento dando lugar a fallas en los empaques y sellos de agua así como en el radiador; se usa un refrigerante, pues no hierve a la misma temperatura que el agua, sino a más alta temperatura, y que tampoco se congela a temperaturas muy bajas.
Otra razón por la cual se debe usar un refrigerante es que éste no produce sarro ni sedimentos que se adhieran a las paredes del motor y del radiador formando una capa aislante que disminuirá la capacidad de enfriamiento del sistema. En los motores navales se utiliza agua del mar para la refrigeración.