Curso Motores

Motores I Cap.1.- ¿Cómo funcionan los motores diesel?

¿Cómo funcionan los Motores Diesel?

En este capítulo se tratará lo siguiente: 1.- Los elementos básicos necesarios para la combustión. 2.- La forma en que se transmite la energía mediante movimientos alternativos y giratorios. 3.- Los términos comunes usados para describir motores. 4.- Las diferencias entre los motores diesel y de gasolina. 5.- La forma en que operan los motores de encendido por chispa de Caterpillar. 1.1.- Conceptos Básicos: En este segmento trataremos de lo siguiente: 1.- El proceso de combustión y la forma en que operan la cámara de combustión y sus com-

ponentes. 2.- Forma en que el motor usa los movimientos alternativos y giratorios para transmitir ener-

gía. 3.- Forma en que se produce la combustión durante un ciclo de cuatro tiempos. 4.- Punto muerto superior, punto muerto inferior y carrera. Imagínese que el motor es un reloj. Todas las piezas funcionan de forma sincronizada para marcar puntualmente la hora. En un motor diesel, todos los componentes funcionan juntos para convertir energía térmica en energía mecánica. Combustión: El calentamiento conjunto del aire y del combustible produce la combustión, lo que crea la fuerza necesaria para hacer funcionar el motor. El aire, que contiene oxígeno, es necesario para quemar el combustible. El combustible produce la fuerza. Cuando se atomiza, el com-bustible diesel se inflama fácilmente y se quema de manera eficiente. La combustión tiene lugar cuando la mezcla de aire y combustible se calienta lo suficiente como para inflamarse. Debe quemarse rápidamente de forma controlada para producir la máxima energía térmica.


Factores que controlan la combustión: La combustión se controla por medio de tres factores: 1.- El volumen de aire comprimido. 2.- El tipo de combustible usado. 3.- La cantidad de combustible mezclada con el aire. Cámara de combustión: La cámara de combustión está formada por: 1.- Camisa del cilindro. 2.- Pistón. 3.- Válvula de admisión. 4.- Válvula de escape. 5.- Cabeza del cilindro. Compresión: Cuando se comprime el aire, se calienta. Cuanto más se comprime el aire, más se calienta. Sin se comprime lo suficiente, se producen temperaturas superiores a la temperatura de in-flamación del combustible. Tipo de combustible: El tipo de combustible usado en el motor afecta la combustión debido a que diferentes com-bustibles se consumen a diferentes temperaturas, y algunos se queman de forma más comple-ta. Cantidad de combustible:

La cantidad de combustible también es importante porque al aumentar la cantidad de com-bustible aumenta la fuerza producida. Cuando se inyecta en una zona cerrada que contiene una cantidad suficiente de aire, una pequeña cantidad de combustible produce grandes canti-dades de calor y fuerza.

Más combustible = Más fuerza

Motores I Cap.1.- ¿Cómo funcionan los motores diesel? En un motor diesel, el aire se comprime dentro de la cámara de combustión hasta que esté su-ficientemente caliente como para inflamar el combustible. Después, el combustible se inyecta en la cámara caliente y se produce la combustión. Proceso de combustión en un motor de gasolina: En un motor de gasolina, el aire comprimido no proporciona suficiente calor como para ini-ciar la combustión. La mezcla se inflama por medio de una bujía que crea la combustión.

Transmisión de energía térmica: En ambos motores, la combustión produce energía térmica que hace que los gases atrapados en la cámara de combustión se expandan, empujando el pistón hacia abajo. A medida que el pistón se mueve hacia abajo, mueve otros componentes mecánicos que efectúan el trabajo. Movimientos alternativos y giratorios: El funcionamiento conjunto de los componentes trans-forma el movimiento alternativo en movimiento girato-rio. Cuando se produce la combustión, s produce un mo-vimiento del pistón y de la biela de arriba a abajo llama-do alternativo. La biela hace girar el cigüeñal, que con-vierte el movimiento alternativo en un movimiento cir-cular llamado movimiento giratorio. Esta es la forma en que el motor transforma el calor de la combustión en energía útil.

Tiempo de admisión:

Motores I Cap.1.- ¿Cómo funcionan los motores diesel? El ciclo empieza con el tiempo de admisión. Primero, se abre la válvula de admisión. Simul-



Tiempo de compresión: Durante el tiempo de compresión, se cierra la válvula, sellando la cámara de combustión. El pistón se mueve hacia arriba, hasta su punto más alto en la camisa del cilindro, llamado punto muerto superior o PMS. El aire atrapado está comprimido y muy caliente. La cantidad de aire comprimido se denomina relación de compresión. La mayoría de los motores diesel tienen una relación de compresión comprendida entre 13 y 1 y 20 y 1. El cigüeñal ha girado 360 grados o una vuelta completa.

Relación de compresión = Volumen en PMI/Volumen en PMS Tiempo de combustión: El combustible diesel se inyecta cerca del final de la carrera de compresión. Esto produce la combustión y da comienzo al tiempo de combustión. Las válvulas de admisión y escape permanecen cerradas para sellar la cámara de combustión. La fuerza de la combustión empu-ja el pistón hacia abajo, lo que hace que la biela haga girar el cigüeñal otros 180 grados. El ci-güeñal ha girado una vuelta y media desde que empezó el ciclo. Tiempo de escape: El tiempo de escape es el tiempo final de ciclo. Durante el tiempo de escape se abre la válvula de escape a medida que el pistón se mueve hacia arriba, obligando a los gases quemados a salir del cilindro. En el PMS, se cierra la vál-vula de escape y se abre la válvula de admisión, y el ciclo vuelve a empezar. La biela hace gi-rar el cigüeñal otros 180 grados. El cigüeñal ha girado dos vueltas al completar el ciclo.

Motores I Cap.1.- ¿Cómo funcionan los motores diesel? Ciclo de cuatro tiempos: Al final del tiempo de escape se completa todo el proceso. Durante este tiempo, el cigüeñal ha completado dos giros de 360 grados. En conjunto, los tiempos de admisión, compresión, combustión y escape se denominan ciclo... de ahí viene el nombre de "ciclo de cuatro tiem-pos". Los motores CAT usan el ciclo de cuatro tiempos, y el ciclo se repite una y otra vez siempre que el motor esté en marcha. El orden en que cada cilindro llega al tiempo de com-bustión se llama orden de encendido del motor. Cuatro tiempos del motor = Dos revoluciones del cigüeñal. 1.2.- Comparación de los motores diesel con los moto-res de gasolina: En este segmento trataremos las di-ferencias entre los motores diesel y los motores de gasolina. Los motores diesel no requieren chispa: Probablemente la diferencia más evidente entre los motores diesel y los motores de gasolina es que los motores diesel no requieren chispa para el encendido. En vez de eso, el aire es comprimido a una relación tan alta que el aire de la cámara de com-bustión se calienta lo suficiente como para inflamar el combustible. Diseño de la cámara de combustión del motor diesel: El diseño de la cámara de combustión también varía de los motores diesel a los motores de gasolina. En los motores diesel, hay muy poco espacio entre la cabeza del cilindro y el pistón en la po-sición de punto muerto superior, produciendo una alta relación de compresión. Los pistones de la mayoría de los motores diesel forman la cámara de combustión justo en-cima del pistón. Diseño de la cámara de combustión de motor de gasolina: Los motores diesel pueden efectuar más trabajo: Otra diferencia importante es la cantidad de trabajo que es capaz de producir el motor a RPM inferiores. Por lo general, los motores diesel operan normalmente entre 800 y 2200 RPM y proporcionan un par motor mayor, y más potencia para efectuar el trabajo. Ciclo de cuatro tiempos:

Motores I Cap.1.- ¿Cómo funcionan los motores diesel? Ambos motores convierten la energía térmica en movimiento usando el ciclo de cuatro tiem-pos. Los motores diesel consumen combustible de forma más eficiente: Los motores, por lo general, consumen combustible de forma más eficiente para la cantidad de trabajo producida que los motores de gasolina. Se necesitan cantidades relativamente pe-queñas de combustible para producir la potencia nominal de un motor diesel.

Los motores diesel son más pesados: Los motores diesel son por lo general más pesados que los motores de gasolina porque el mo-tor diesel debe resistir presiones y temperaturas de combustión mucho mayores. Relaciones de compresión: Los motores diesel, por lo general, usan mayores relaciones de compresión para calentar el aire a las temperaturas de combustión. La mayoría de los motores diesel, por lo general, tie-nen una relación de compresión de 13:1 a 20:1. Los motores de gasolina generalmente usan relaciones de compresión entre 8:1 y 11:1. 1.3.- Terminología: Los motores se describen haciendo uso de muchos términos y frases. Algunos describen la forma en que funciona un motor, mientras que otros describen si lo hace de forma satisfacto-ria. Existen tres categorías principales de terminología en este tema: leyes mecánicas, potencia producida y eficiencia del motor. Leyes mecánicas:Los términos de las leyes mecánicas describen el movimiento de los objetos y los efectos del mismo. Fricción: La fricción es la resistencia el movimiento entre dos superficies en contacto.

Motores I Cap.1.- ¿Cómo funcionan los motores diesel? Inercia: Inercia es la tendencia de un objeto en reposo a mantenerse en reposo o de un objeto en mo-vimiento a mantenerse en movimiento. El motor usa fuerza para superar la inercia. Fuerza: La fuerza es un empuje o tracción que inicia, detiene o cambia el movimiento de un objeto. La fuerza es producida por la combustión durante el tiempo de combustión. Cuanto mayor sea la fuerza generada, mayor será la potencia producida. Presión: La presión es una medida de la fuerza ejercida por unidad de área. Durante el ciclo de cuatro tiempos, se produce mucha presión en la parte superior del pistón durante los tiempos de compresión y combustión. Producción de Presión: Hay tres formas de producir presión: aumentando la temperatura, disminuyendo el volumen o limitando el flujo. Muchos sistemas y componentes de los motores de combustión interna operan a presiones específicas o las generan. El conocimiento y la medición de las presiones específicas en todo el motor pueden proporcionar mucha información sobre el estado general del motor. Par motor: El par motor es una fuerza de giro o torsión. El cigüeñal ejerce un par motor para hacer girar volantes, convertidores de par u otros dispositivos mecánicos. Par motor con capacidad de transporte de carga: El par motor también es una medida de la capacidad de transporte de carga del motor. La fórmula del par motor es:

Par motor (lb-pie) = (5252 x potencia en HP)/r.p.m. Aumento de par: El aumento de par se produce cuando se reduce la carga de un motor desde las RPM nomina-les. Este aumento de par se produce hasta lograr ciertas RPM, después de las cuales el par disminuye rápidamente. El máximo nivel de par alcanzado se llama par motor máximo. Potencia: La potencia es un valor nominal del motor que describe la cantidad de trabajo producido en un período o trabajo por unidad de tiempo. La potencia al freno es la potencia útil disponible en la volante. La potencia al freno es me-nor que la potencia real porque se usa cierta energía para mover los componentes del motor. La fórmula para la potencia es: Potencia en HP = RPM x par motor / 5252

Motores I Cap.1.- ¿Cómo funcionan los motores diesel? El calor es una forma de energía producida por la combustión de combustible. La energía térmica se convierte en energía mecánica por medio del pistón y otros componentes del mo-tor afín de producir una potencia adecuada para el trabajo. Temperatura: La temperatura es una medida de lo caliente o lo frío que está un objeto. Normalmente se mi-de con una escala Fahrenheit o Centígrada. Unidad térmica británica: La unidad térmica británica ,o BTU, se usa para medir el poder calorífico de una cantidad es-pecífica de combustible, o la cantidad de calor transferida de u objeto a otro. Una BTU es la cantidad de calor necesaria para aumentar en un grado Fahrenheit la temperatura de una libra de agua. BTU en el combustible: La BTU se usa para describir el poder calorífico de un combustible. Los combustibles con al-tos valores de BTU generan más calor y, por lo tanto, más potencia. En general, el combusti-ble diesel tiene un mayor valor de BTU que la gasolina. BTU en el sistema de enfriamiento La BTU también se usa para describir el funcionamiento de un sistema de enfriamiento. Cuantas más BTU elimine el refrigerante, más eficiente será el sistema de enfriamiento. Eficiencia del motor:El diseño del motor afecta el rendimiento y la eficiencia del motor. Calibre: El calibre es el diámetro interior del cilindro medido en pulgadas o milímetros. El calibre del cilindro determina el volumen de aire disponible para la combustión. Siendo todo lo demás igual, cuanto mayor sea el calibre mayor será la potencia del motor.

Motores I Cap.1.- ¿Cómo funcionan los motores diesel? Carrera: La carrera es la distancia que recorre el pistón desde el punto muerto superior al punto muer-to inferior. La longitud de la carrera viene determinada por el diseño del cigüeñal. Una mayor carrera permite la entrada de más aire en el cilindro, lo que a su vez permite quemar más combustible, produciendo más potencia.

Cilindrada: Cilindrada = Área del calibre x Carrera Relación de compresión: Relación de compresión = Volumen total (PMI) / Volumen de compresión (PMS)

Motores I Cap.2.- Componentes del Motor

Componentes del Motor. Después de completar este tema, podrá identificar los componentes de los conjuntos de bloque, culata y tren de engranajes y entender la función de cada uno de ellos.

2.1.- Conjunto de bloque: En este segmento trataremos sobre cada componente del conjunto de bloque y describiremos la función de cada uno. El conjunto de bloque es donde se produce la potencia. Fijémonos en cada uno de los componen-tes del conjunto de bloque y la forma en que funcionan para operar el motor. Bloque del motor: El bloque del motor es la estructura que soporta todos los componentes del motor. Cilindros: Los cilindros son agujeros en el bloque del motor. Efectúan una serie de tareas: 1.- Contienen los pistones. 2.- Forman las cámaras de combustión. 3.- Disipan el calor de los pistones. Pistones: Los pistones realizan tres trabajos principa-les: 1.- Transmiten la fuerza de combustión a la biela y al cigüeñal. 2.- Sellan la cámara de combustión. 3.- Disipan el calor excesivo de la cámara de combustión.


Anillos de los pistones: Cada uno de los pistones tiene dos o más anillos que encajan en ranuras en el pistón. Tienen tres funciones principales. 1.- Sellan la cámara de combustión. 2.-Controlan la lubricación de las paredes de los cilindros. 3.-Enfrían el pistón transfiriendo el calor generado por la combustión. Bielas: Las bielas están conectadas a cada uno de los pisto-nes por medio de un pasador de biela. La biela transmite la fuerza de combustión del pistón al ci-güeñal. Cigüeñal: El otro extremo de la biela hace girar el cigüeñal, que está ubicado en la parte inferior del bloque de motor. El cigüeñal transmite el movimiento girato-rio al volante proporcionando energía adecuada para el trabajo.

Árbol de levas: El árbol de levas está impulsado por un engranaje del cigüeñal. El árbol de levas controla la apertura y el cierre de las válvulas y puede controlar la inyección de combustible cuando se usan inyectores. EL árbol de levas recibe su nombre de los lóbulos ovalados o levas que tiene. A me-dida que gira el árbol de levas, giran los lóbulos. Los componentes del tren de válvulas unidos al árbol de levas siguen el movimiento, moviéndose hacia arriba y hacia abajo. Cuando la punta del lóbulo mira hacia arriba, la válvula está completamente abierta. Conjunto de volante: El conjunto de volante es la unión entre el motor y la carga. Está empernado a la parte trasera del cigüeñal. El volante efectúa tres funciones: 1.-Almacena energía para ganar momento entre tiempos de combustión. 2.-Hace que la velocidad del cigüeñal sea uniforme. 3.-Transmite potencia. Varillas de empuje: Las varillas de empuje son tubos de acero con asientos en ambos extremos. El árbol de levas mueve la varilla de empuje levantando los balancines.


Levanta válvulas: Hay un levanta válvulas o seguidor de levas apoyado en el lóbulo de cada una de las levas. A medida que gira el árbol de levas, el le-vanta válvulas se mueve, siguiendo la forma del lóbulo.

Bloques del motor. Los bloques de motor tienen diseños diferentes. Los motores en línea(1) tienen todos los cilin-dros en fila. Los motores en "V" (2) separan los cilindros en dos filas, y el bloque tiene forma de "V". Diseño del bloque: Los bloques son normalmente de hierro colado gris. Los conductos de refrigerante (1) y lubricante (2) forman parte integral del bloque colado.

Diseño de los cilindros: Los cilindros pueden formar parte integral permanentemente del bloque colado, llamado calibre matriz (1), o pueden ser camisas de cilindro (2) desmontables.


Camisas de cilindro. Las camisas de los cilindros forman la pared de la camisa de agua entre el refrigerante y los pis-tones. Tipos de camisas de cilindros: Las camisas húmedas disponen de sellos anulares para sellar la camisa de agua e impedir fugas de refrigerante. Las camisas secas se usan a menudo para reparar o "enmanguitar" motores de ca-libre matriz en caso de que falle un cilindro. Las camisas se llaman "secas" porque se ajustan co-ntra las paredes existentes del calibre del cilindro en el bloque. Piezas de las camisas húmedas de los cilindros: Las camisas de los cilindros son de hierro co-lado. Las camisas de cilindro húmedas típicas tienen varias piezas. 1.-Superficie interior - contiene el pistón, también se llama calibre. 2.-Mampara parafuego - sella la cámara de combustión. 3.-Pestaña - sujeta la camisa en el bloque. 4.-Ranura de la banda de compresión - sujeta la banda de compresión, lo que ayuda a ajustar la

camisa en el c calibre y a reducir las vibraciones de las camisas. exterior - forma la pared de la camisa de agua. 6.-Ranuras de sellos anulares - sujetan los sellos anulares, que sellan la pared de la camisa de

agua. Pistones. Se ajusta un pistón dentro de cada camisa de cilindro y se mueve hacia arriba y hacia abajo du-rante la combustión. La parte superior del pistón forma la parte inferior de la cámara de combus-tión. Partes de un pistón: El pistón, que transmite la fuerza de com-bustión, está compuesto por muchas pie-zas: 1.-Cabeza - contiene la cámara de combus-

tión. 2.-Ranuras y resaltos de los anillos - suje-

tan los anillos de compresión y de con-trol de aceite.

3.-Orificio del pasador de biela - contiene un pasador que conecta el pistón con la biela.

4.-Anillo de retención - mantiene el pasa-dor de biela dentro del orificio del pasa-dor.

5.-Faldón de tope - soporta las presiones laterales.


Parte de abajo de la cabeza y canalización de enfriamiento: Hay una zona debajo de la cabeza (1) en el in-terior del pistón. Ciertos pistones contienen canalizaciones de enfriamiento de aceite (2) dentro de la cabeza que no pueden verse.

Tipos de pistón: Los pistones se construyen de diversas maneras. 1.-Cabeza de aluminio colado con faldón de aluminio forjado, soldada por haz electrónico. 2.-Compuestos. Formados por una cabeza de acero y un faldón de aluminio forjado empernados

entre sí. 3.-Articulados. Cabeza de acero forjado con orificios de pasador y bujes, y un faldón separado de

aluminio colado. Las dos piezas están conectadas por medio de un pasador de biela. 4.-El tipo más común es el pistón de aluminio colado de una sola pieza con una banda de hierro

que lleva los anillos de los pistones. Estilos de los pistones: Los pistones de pre-combustión tienen una bujía incandescente en la cabeza. Los pistones de inyección directa no tienen bujías incandescentes. Tipos de anillos de pistón: Hay dos tipos de anillos de pistón: (1) anillos de compresión y (2) de control de aceite. Los ani-llos de compresión sellan la parte inferior de la cámara de combustión impidiendo que los gases de combustión se fuguen por los pistones. Anillo de control de aceite: Normalmente hay un anillo de control de aceite debajo de los anillos de compresión. Los anillos de control de aceite lubrican las paredes de la camisa del cilindro al moverse el pistón hacia arri-ba y hacia abajo. La película de aceite reduce el desgaste en la camisa del cilindro y en el pistón. Resorte de expansión: Detrás del anillo de control de aceite hay un resorte de expansión que permite mantener una pelí-cula uniforme de aceite en la pared del cilindro. Superficies endurecidas: Todos los anillos tienen una superficie endurecida para prolongar la duración de los anillos. Separación entre puntas de anillo:


Todos los anillos de los pistones tienen una separación entre las dos puntas. Para impedir fugas, las separaciones entre puntas, no deben estar alineadas al instalarse. Biela. Las bielas conectan el pistón con el cigüeñal. Una biela consta de varias piezas: 1.- Buje del pasador de biela. 2.- Vástago. 3.- Tapa. 4.- Pernos y tuercas de biela. 5.- Cojinetes de biela. Agujero del pie de biela y buje del pasador de biela: El agujero del pie de biela contiene el buje del pasa-dor de biela. Este buje está dentro del agujero del pie de biela. Los bujes son una clase de cojinete que dis-tribuyen la carga y pueden repararse cuando están desgastados. Vástago: El vástago se extiende a lo largo de la biela. Tiene forma de viga en "T" para una mayor resistencia y rigidez.

Orificio y tapa del cigüeñal: El orificio y la tapa del cigüeñal están en el extremo grande de la biela. Rodean el muñón del co-jinete de biela del cigüeñal y conectan la biela con el cigüeñal. Pernos y tuercas de biela: El perno y la tuerca de la biela sujetan la biela y la tapa al cigüeñal. Éste es el extremo del cigüe-ñal o el extremo grande de la biela. Cojinetes de biela: Los cojinetes de biela están en el extremo del cigüeñal de la biela. El cigüeñal gira dentro de los cojinetes de biela que soportan la carga. Casquillos de los cojinetes de biela: Por lo general, la mitad de casquillo superior soporta más carga. Cigüeñal.


El cigüeñal transforma el movimiento alternativo del pistón en un movimiento giratorio usado para efectuar trabajo. El cigüeñal consta de muchas piezas. 1.- Muñones de cojinetes de biela. 2.- Contrapesas. 3.- Muñones de cojinetes de bancada. 4.- Nervadura. Diseño del cigüeñal: Los cigüeñales para los motores en línea generalmente sólo tienen un muñón de cojinetes de bi-ela por cada cilindro mientras que los motores en "V" comparten un solo muñón de cojinetes de biela entre dos cilindros. Muñones de cojinetes de biela: Los muñones de los cojinetes de biela determinan la posición de los pistones. Cuando los muño-nes están arriba, los pistones están en el punto muerto superior. Cuando los muñones están abajo, los pistones están en el punto muerto inferior. El orden de encendido del motor determina el momento en que cada muñón de cojinete de biela llega al punto muerto superior. Agujeros de aligeramiento: Ciertos muñones de cojinetes de biela tienen agujeros de aligeramiento para reducir el peso del cigüeñal y ayudar a equilibrar el cigüeñal. Conductos de aceite: Tapón del conducto de aceite: Los conductos perforados de aceite están tapona-dos en un extremo por un tapón cóncavo o un tor-nillo de ajuste. Nervadura: Los muñones de los cojinetes de bancada (1) y los muñones de los cojinetes de biela (2) están sujetos por medio de nervaduras (3). El radio entre la nervadura y el muñón se denomina curva de unión cóncava (4).

Contrapesas: Ciertas nervaduras tienen contrapesas para equilibrar el cigüeñal. Estas contrapesas pueden for-mar parte del forjado del cigüeñal o en ciertos casos están empernadas. Muñones de los cojinetes de bancada:


Muñones de los cojinetes de bancada de empuje: Éste es un muñón de cojinete de bancada de empuje. Es uno de los muñones de los coji-netes de bancada. Su nervadura tiene flancos pulidos anchos. Funciona con el cojinete de bancada de empuje para limitar el movi-miento hacia adelante y hacia atrás del ci-güeñal llamado juego longitudinal. Orificios de los cojinetes de bancada: El cigüeñal gira dentro de los cojinetes de bancada, que están bien sujetos en orificios ubicados en la parte inferior del bloque.

Casquillos de los cojinetes de bancada: Cada cojinete de bancada está compuesto por dos mitades llamadas casquillos. La mitad de cas-quillo inferior encaja en la tapa del cojinete de bancada, y la mitad de casquillos superior encaja en el orificio del cojinete de bancada del bloque. Por lo general, la mitad de casquillo inferior soporta más carga y se desgasta más rápido. Conjuntos de cojinete de bancada: Los conjuntos de cojinetes de bancada consisten en los orificios de los cojinetes de bancada del bloque del motor, las tapas de los cojinetes de bancada, que están sujetas por medio de pernos o espárragos, y los cojinetes de bancada propios. Lubricación de los cojinetes: Las mitades superiores de los cojinetes de bancada tienen un orificio de engrase y, normalmente, una ranura, de modo que el aceite lubricante se alimente continuamente por el orificio de lubri-cación de los muñones de los cojinetes de bancada. Cojinetes de bancada de empuje: Hay dos tipos de cojinetes de bancada de empuje: 1.-Los cojinetes de casquillo dividido constan de dos piezas. 2.-Los cojinetes de empuje con pestaña son sólo una pieza. Juego longitudinal: El cojinete de bancada de empuje funciona con un cojinete de empuje para reducir el mínimo el movimiento hacia adelante y hacia atrás del cigüeñal dentro del bloque. Este movimiento se lla-ma juego longitudinal. Conjunto de volante.


El conjunto de volante consta de lo siguiente: 1.- Volante. 2.- Corona. 3.- Caja de volante. Volante: El volante esté empernado a la parte trasera del cigüeñal en la caja del volante. El cigüeñal hace girar el volante durante el tiempo de combustión, y el momento del volante mantiene el cigüeñal girando de manera uniforme durante los tiempos de admisión, compresión y escape. Corona: La corona, que está ubicada alrededor del volante, se usa para arrancar el motor. Finalidad del volante: El volante realiza tres funciones: 1.- Almacena energía para ganar momento entre tiempos de combustión. 2.- Hace que la velocidad del cigüeñal sea uniforme. 3.- Transmite potencia a una máquina, al convertidor de par o a otra carga. Amortiguador de vibraciones. En la parte delantera del cigüeñal puede haber un amortiguador de vibraciones. Los amortigua-dores controlan las vibraciones de torsión o giro del cigüeñal. Un amortiguador se asemeja a un volante en miniatura que está encajado a presión o empernado a la parte delantera del cigüeñal. Tipos de amortiguadores de vibraciones: Existen dos diseños básicos de amortiguadores de vibraciones: amortiguador de goma y amorti-guador viscoso. Los amortiguadores de vibraciones de goma (izquierda) usan goma densa para absorber las vi-braciones. Los amortiguadores viscosos (derecha) usan aceite pesado para absorber las vibraciones. Árbol de levas. El árbol de levas es impulsado por un engranaje en el cigüeñal. A medida que gira el árbol de le-vas, giran los lóbulos de las levas. Los componentes del tren de válvulas conectados al árbol de levas siguen el movimiento hacia arriba y hacia abajo. Cuando la punta del lóbulo mira hacia arriba, la válvula está completamente abierta. El árbol de levas gira a un medio de la velocidad del cigüeñal, de modo que las válvulas se abren y se cierran en el momento correcto durante el ciclo de cuatro tiempos.


Componentes del árbol de levas: La finalidad del árbol de levas es controlar la operación de las válvulas de admisión y escape. Todos los árboles de levas tienen (1) muñones de cojinetes y (2) lóbulos. Lóbulos del árbol de levas: Las válvulas de (1) admisión y (2) escape son operadas por lóbulos separados para cada cilindro. Algunas le-vas tienen (3) lóbulos de inyección de combustible que operan los inyectores. Éstos controlan el momento en que se inyecta el combustible en el cilindro.

Partes del lóbulo de una leva: Los lóbulos constan de tres partes principales: 1.- Círculo de base. 2.- Rampas. 3.- Punta. Alzada de las levas: La distancia del diámetro del círculo de la base a la parte superior de la punta se llama alzada. La alzada de las levas determina cuánto se abren las válvulas.

Forma de los lóbulos de las levas: La forma de las rampas de apertura y cierre determina la rapidez con que se abren y se cierran las válvulas. La forma de la punta determina el tiempo que está abierta completamente la válvula. 1.- Apertura rápida. 2.- Período de apertura largo. 3.- Cierre rápido. 4.- Cierre lento. Cojinetes de árbol de levas:


Los muñones del árbol de levas giran en los cojinetes del árbol de levas. Los cojinetes del árbol de levas están encajados a presión en los orificios del bloque del motor. Contienen un agujero de engrase alineado con un conducto de aceite en el bloque. Levanta Válvulas. En cada uno de los lóbulos del árbol de levas hay apoyado un levanta válvulas o seguidor de le-vas. A medida que gira el (1) árbol de levas, el (2) levanta válvulas sigue la forma del lóbulo. El levanta válvulas transmite el movimiento del árbol de levas a la (3) varilla de empuje. La varilla de empuje transmite ese movimiento al (4) balancín para abrir y cerrar la válvula. Tipos de levanta válvulas: Hay dos clases de levanta válvulas, seguidores de patín (derecha) y seguidores de rodillo. Seguidores de rodillo: Los seguidores de rodillo tienen un rodillo de acero endurecido que rueda sobre él lóbulo del ár-bol de levas. Movimiento de los seguidores de rodillos: Los seguidores de rodillo se deslizan hacia arriba y hacia abajo en orificios del bloque del motor y se mantienen alineados por medio de abrazaderas especiales.

Seguidor de patín: Los seguidores de patín normalmente son piezas de fundición de una pieza con una cara de des-gaste que hace contacto con el lóbulo. Movimiento del seguidor de patín: Los seguidores de patín se deslizan hacia arriba y hacia abajo en orificios del bloque del motor. Estos seguidores giran lentamente con el motor en marcha. Piezas reemplazables. Ciertos componentes muy susceptibles al desgaste están diseñados para ser reemplazados. Entre éstos se incluyen los siguientes: camisa de cilindro, anillos de pistón, cojinetes de bancada y co-jinetes de biela. Camisas de cilindro: Debido a las temperaturas y a las presiones extremas generadas por la combustión, las camisas de los cilindros son desgastadas por los pistones y anillos y están diseñadas para ser reemplaza-das. Anillos de pistón: Debido a las altas temperaturas de combustión y al movimiento constante, los anillos de pistón se desgastan con el tiempo, y están diseñados para ser reemplazados según sea necesario.


Cojinetes de bancada: Los cojinetes de bancada se desgastan más rápido que el cigüeñal porque están hechos de metal más blando. Por lo tanto, los cojinetes están diseñados para ser reemplazados cuando sea necesa-rio. Cojinetes de biela: Los cojinetes de biela se desgastan más rápido que el cigüeñal porque están hechos de metal más blando. Por lo tanto, los cojinetes están diseñados para ser reemplazados cuando sea necesario. 2.2.- Conjunto de Culata:En este segmento, trataremos de los componentes de la culata y de la función de cada componen-te. También trataremos de la forma en que opera un motor de árbol de levas superpuesto y la forma en que el tren de válvulas difiere de un motor de varillas de empuje. Conjunto de culata: La culata y sus componentes están diseñados para asegurarse de que se abran y se cierren las vál-vulas, y de que el combustible se inyecte en el momento apropiado para lograr un rendimiento máximo del motor. Conjunto del tren de válvulas: El conjunto de tren de válvulas incluye: 1.- Culata. 2.- Tapa de las válvulas. 3.- Puentes. 4.- Conjuntos de resortes de válvula. 5.- Guías de válvula. 6.- Casquillos de válvula (asientos). 7.- Válvulas. 8.- Balancines. Culata: La culata es una pieza de fundición separada que sella la parte superior del bloque del motor y sujeta las válvulas, el inyector o la cámara de pre-combustión en su lugar. También contiene el tren de válvulas, ciertos componentes del sistema de combustible y conduc-tos de agua para enfriar las piezas. Empaquetadura y placa espaciadora: La culata (1) está asentada en el bloque del motor con empaquetaduras (2), una placa espaciado-ra (3) y pernos o espárragos. Piezas de fundición de la culata: Dependiendo del diseño del motor, la culata puede ser de una sola pieza de fundición que cubre la parte superior del bloque, o de varias piezas de fundición que cubren uno o más cilindros cada una. Tapas de las válvulas:


Las tapa de las válvulas encajan en la parte de arriba de la culata y la sellan. Muchos motores tie-nen más de una tapa de válvulas. Desmontaje de la tapa de las válvulas: Se deben quitar las tapas de las válvulas para llegar a los componentes del tren de válvulas. Balancines: Los balancines conectan las válvulas con el árbol de levas, y convierten el movimiento giratorio del árbol de levas en un movimiento alternativo en las válvulas. A medida que la varilla de em-puje del bloque empuja hacia arriba un extremo del balancín, pivota en el eje del balancín y em-puja hacia abajo el mecanismo de la válvula haciendo que se abra. A medida que gira el árbol de levas, la varilla de empuje baja, y la fuerza del resorte de la válvu-la cierra la misma. Hay un balancín separado para las válvulas de admisión y escape de cada ci-lindro. Componentes de los balancines: Un balancín consta de lo siguiente: 1.- Tornillo de ajuste - Ajusta la luz de las válvulas. 2.- Tuerca de traba - Traba el tornillo para mantener la luz. 3.- Asiento de desgaste - Inserto endurecido para impedir el desgaste del balancín. 4.- Buje del eje de los balancines - Proporciona un apoyo entre el balancín y el eje. Luz de las válvulas: El balancín pivota en un eje que normalmente está sujeto a la culata. Cuando el lóbulo de la leva empieza a mover la varilla de empuje hacia arriba, normalmente hay una pequeña separación u holgura entre el balancín y el puente de las válvulas que asegura que la válvula pueda cerrarse completamente. Esto es la luz de las válvulas y es uno de los ajustes más críticos que debe hacer-se en el tren de las válvulas. Puentes: Los puentes se usan si el cilindro tiene múltiples válvulas de admisión y escape. En estos moto-res, el conjunto de puente transmite el movimiento de los balancines a todas las válvulas de ad-misión o escape de un cilindro simultáneamente. Componentes del puente: 1.- Asiento de desgaste - Reduce el desgaste del puente. 2.- Tornillo de ajuste - Compensa las diferencias de altura de los vástagos de las válvulas. 3.- Tuerca de traba - Ajusta el tornillo de ajuste. 4.- Calibre - Se mueve sobre el pasador guía. Clavijas del puente: Los puentes encajan en unas clavijas. Las clavijas de los puentes encajan en orificios de la cula-ta. Válvulas:


Las válvulas controlan el flujo de aire y de los gases de escape por la cámara de combustión. Cuando se abre la válvula de admisión, entra aire en la cámara de combustión. Cuando se abre la válvula de escape, los gases de escape salen de la cámara de combustión. Componentes de las válvulas: 1.- Ranuras de cazoleta - Lugar donde las cazoletas agarran el vástago de la válvula para sujetar el resorte. 2.- Vástago de la válvula - Prolonga la longitud de la válvula, se mueve dentro de la guía de la válvula. 3.- Filete de válvula - Une la cabeza de las válvulas con el vástago. 4.- Asiento de la válvula - Tiene una superficie endurecida que reduce el desgaste y sella la cá-mara de combustión. 5.- Cara de la válvula - Parte plana de la válvula. Casquillos de válvula: Para sellar completamente la cámara de combustión, todas las válvulas tienen un casquillo ubi-cado en la cabeza del cilindro. Cuando se cierra la válvula, el asiento de la misma hace contacto con el casquillo de la válvula. En la mayoría de los motores, los casquillos de las válvulas son reemplazables. Guías de válvula: Las válvulas se mueven hacia arriba y hacia abajo dentro de guías de válvula montadas en la ca-beza del cilindro. Las guías de válvula mantienen las válvulas moviéndose en línea recta. El vás-tago de la válvula se prolonga fuera de la guía encima de la cabeza del cilindro. Conjunto de resorte de válvula: Los resortes de las válvulas mantienen las válvulas cerradas. Los resortes de las válvulas encajan en las válvulas. Los resortes de las válvulas se mantienen en posición por medio de una combinación de cazole-tas (1) y un retenedor (2) o rotador. Retenedores de válvula: Los retenedores o rotadores encajan en el extremo del vástago de la válvula. Los retenedores tra-ban las cazoletas en las ranuras de la válvula, y proporcionan un asiento contra el que hace fuer-za el resorte de la válvula. Rotadores de válvula: Los rotadores de válvula giran la válvula para impedir desgastes excesivos en un lugar. Componentes de desgaste principales: Las válvulas, los casquillos de las válvulas y las guías de las válvulas son los que más se desgas-tan debido a las altas temperaturas y presiones de combustión. Todos los componentes son reem-plazables.


Boquillas de combustible: Las boquillas o los inyectores de combustible también están ubicados en la culata. Las boquillas encajan entre las válvulas. Soporte de boquilla de combustible: Las boquillas de combustible se mantienen en posición por medio de un manguito, arandelas, adaptadores y cazoletas. Diseño de los trenes de válvulas: Los distintos modelos de motor usan trenes de válvulas de distinto diseño. 1.- Motor de varillas de empuje. 2.- Motor de árbol de levas superpuesto. 3.- Motor de árbol de levas en la culata. Motores de varillas de empuje: Los motores que usan árbol de levas, levanta válvulas, varillas de empuje y balancín se denomi-nan motores de "varillas de empuje". Motores de árbol de levas superpuesto: Los motores de árbol de levas superpuesto tienen un árbol de levas (1) en la culata y levanta vál-vulas (2) conectados a la parte superior del vástago de la válvula. A medida que gira el lóbulo de la leva, el levanta válvulas sigue el movimiento y abre la válvula. Al seguir girando la leva, el re-sorte de la válvula (3) obliga a que se cierre la válvula. Los motores de árbol de levas superpuesto no requieren varillas de empuje. Motores con el árbol de levas en la culata: En este motor el árbol de levas está en la culata. Los balancines se mueven en los lóbulos. A me-dida que gira el árbol de levas, los balancines empujan y abren las válvulas. 2.3.- Conjunto de tren de engranajes: El conjunto de tren de engranajes es una serie de engranajes que transfieren la potencia del ci-güeñal a otros componentes principales del motor. Los trenes de engranajes pueden estar ubica-dos en la parte delantera y trasera del motor. El tren de engranajes mostrado aquí está ubicado en l parte delantera del motor entre la placa de refuerzo y la caja de los engranajes de sincroniza-ción.


Finalidad del tren de engranajes: El tren de engranajes sincroniza todos los componentes del motor, de modo que funcionen juntos durante cada tiempo del ciclo de combustión. Componentes del tren de engranajes: Los componentes de un tren de engranajes típico son: 1.- Engranaje del cigüeñal. 2.- Engranaje loco. 3.- Engranaje del árbol de levas. 4.- Engranaje de la bomba inyectora. 5.- Engranaje de la bomba de aceite. 6.- Engranaje de la bomba de agua. 7.- Engranaje del compresor de aire. Marcas de sincronización: Las marcas de sincronización se usan para alinear los engranajes y ayudar a asegurar una sincronización apropiada. Engranaje del cigüeñal: El engranaje del cigüeñal está montado en el cigüeñal. A medida que gira el cigüeñal, también gira el engranaje. Todos los demás componentes están sincronizados y son impulsados por el ci-güeñal y el engranaje del cigüeñal. Engranaje loco: El engranaje loco mantiene girando el engranaje del árbol de levas en el mismo sentido que el engranaje del cigüeñal. Las relaciones de engranajes aseguran que el árbol de levas gira a 1/2 de la velocidad del cigüeñal. Engranaje del árbol de levas: El engranaje del árbol de levas se engrana con el engranaje loco. Gira a un medio de la velocidad del cigüeñal para asegurar la apertura y el cierre de las válvulas de admisión y escape en el tiem-po adecuado. Engranaje de la bomba de combustible:


El engranaje de la bomba de combustible está impulsado por el engranaje del árbol de levas. Como ambos engranajes son del mismo tamaño, ambos giran a la misma velocidad. El engranaje de la bomba de combustible hace girar el árbol de levas de la bomba de combustible, que funcio-na con los componentes del sistema de combustible para suministrar combustible al motor en el momento adecuado. Engranaje de equilibrio: Ciertos modelos de motor usan ejes de equilibrio. Los ejes son impulsados por el cigüeñal. En este ejemplo, hay un eje de equilibrio a cada lado del motor. El eje de equilibrio elimina las vi-braciones excesivas del cigüeñal. Conjunto de eje y engranaje de equilibrio: Éste es un ejemplo de un conjunto de eje y engranaje de equilibrio. Engranaje de la bomba de aceite: El engranaje de la bomba de aceite es impulsado por el engranaje del cigüeñal. La bomba de aceite hace circular el aceite por todo el motor. Engranaje de la bomba de agua: la bomba de agua es impulsada por el engranaje de la bomba de agua y hace circular refrigerante por todo el motor. El engranaje de la bomba de agua es impulsado normalmente a la misma velo-cidad que el cigüeñal. Engranaje del compresor de aire: Ciertos motores usan un compresor de aire para suministrar aire a los frenos y a otros componen-tes. El compresor de aire es impulsado por engranajes del tren de engranajes. El engranaje del compresor de aire se engrana con los engranajes locos y gira a la velocidad recomendada por el fabricante. Conjunto de polea: Un conjunto de polea conectado al cigüeñal impulsa otros componentes como ventiladores o al-ternadores. Caja de los engranajes de sincronización: Todos los engranajes de sincronización están protegidos por una caja. Esta caja de los engranajes de sincronización sella la parte delantera del bloque del motor.

Conjunto de culata: En este segmento, trataremos de los componentes de la culata y de la función de cada compo-nente. También trataremos de la forma en que opera un motor de árbol de levas superpuesto y la forma en que el tren de válvulas difi-ere de un motor de varillas de empuje.

Conjunto de culata: La culata y sus componentes están diseñados para asegurarse de que se abran y se cierren las válvulas, y de que el combustible se inyecte en el momento apropiado para lograr un rendi-miento máximo del motor. Conjunto del tren de válvulas: El conjunto de tren de válvulas incluye: 1.- Culata. 2.- Tapa de las válvulas. 3.- Puentes. 4.- Conjuentos de resprtes de válvula. 5.- Guías de válvula. 6.- Casquillos de válvula (asientos). 7.- Válvulas. 8.- Balancines. Culata: La culata es una pieza de fundición separada que sella la parte superior del bloque del motor y sujeta las válvulas, el inyector o la cámara de precombustión en su lugar.

También contiene el tren de vál-vulas, ciertos componentes del sistema de combustible y con-ductos de agua para enfriar las piezas. Empaquetadura y placa espaciadora: La culata (1) está asentada en el bloque del motor con em-paquetaduras (2), una placa espaciadora (3) y pernos o espárragos.

Piezas de fundición de la culata: Dependiendo del diseño del motor, la culata puede ser de una sola pieza de fundición que cu-bre la parte superior del bloque, o de varias piezas de fundición que cubren uno o más cilin-dros cada una. Las tapa de las válvulas encajan en la parte de arriba de la culata y la sellan. Muchos motores tienen más de una tapa de válvulas. Desmontaje de la tapa de las válvulas: Se deben quitar las tapas de las válvulas para llegar a los componentes del tren de válvulas.

Balancines: Los balancines conectan las válvulas con el árbol de levas, y convierten el movimiento giratorio del árbol de levas en un movimento alternativo en las válvulas. A medida que la varilla de empuje del bloque empuja hacia arriba un ex-tremo del balancín, pivota en el eje del balancín y empuja hacia abajo el mencanismo de la válvula haciendo que se abra. A medida que gira el ´parbol

de levas, la varilla de empuje baja, y la fuerza del resorte de la válvula cierra la misma. Hay un balancín separado para las válvulas de admisión y escape de cada cilindro. Componentes de los balancines: Un balancín consta de lo siguiente: 1.-Tornillo de ajuste - Ajusta la luz de las válvulas. 2.-Tuerca de traba - Traba el tornillo para mantener la luz. 3.-Asiento de desgaste - Inserto endurecido para imopedir el desgaste del balancín. 4.-Buje del eje de los balancines - Proporciona un apoyo entre el balancín y el eje. El balancín pivota en un eje que normalmente está sujeto a la culata. Cuando el lóbulo de la leva empieza a mover la varilla de empuje hacia arriba, normalmente hay una pequña separación u holgura entre el balancín y el puente de las válvulas que asegura que la válvula pueda cerrarse completamente. Esto es la luz de las válvulas y es uno de los ajustes más críti-cos que debe hacerse en el tren de las válvulas. Puentes: Los puentes se usan si el cilndro tiene múltiples válvulas de admisión y escape. En estos mo-tores, el conjunto de puente transmite el movimiento de los balancines a todas las válvulas de admisión o escape de un clindro simultáneamente. Componentes del puente:

1.-Asiento de desgaste - Reduce el desgaste del puente. 2.-Tornillo de ajuste - Compensa

las diferencias de altura de los vátagos de las válvulas.

3.-Tuerca de traba - Ajusta el tornillo de ajuste.

4.-Calibre - Se mueve sobre el pasador guía.

Clavijas del puente: Los puentes encajan en unas clavijas. Las clavijas de los puentes encajan en orificios de la culata.

Válvulas: Las válvulas controlan el flujo de aire y de los gases de escape por la cámara de combustión. Cuando se abre la válvula de admisión, entra aire en la cámara de combustión. Cuando se abre la válvula de escape, los gases de escape salen de la cámara de combustión. Componentes de las válvulas: 1.-Ranuras de cazoleta - Lugar donde las cazoletas agarran el vástago de la válvula para su-

jetar el resorte. 2.-Vástago de la válvula - Prolonga la longitud de la válvula, se mueve dentro de la guía de la

válvula. 3.-Filete de válvula - Une la cabeza de la válvulas con el vástago. 4.-Asiento de la válvula - Tiene una superficie endurecida que reduce el desgaste y sella la

cámara de combustión. 5.-Cara de la válvula - Parte plana de la válvula. Casquillos de válvula: Para sellar completamente la cámra de combustión, todas las válvulas tienen un casquillo ubicado en la cabeza del cilindro. Cuando se cierra la válvula, el asiento de la misma hace contacto con el casquillo de la válvula. En la mayoría de los motores, los casquillos de las válvulas son reemplazables. Guías de válvula:

Las válvulas se mueven hacia arriba y hacia abajo dentro de guías de válvula montadas en la cabeza del cilindro. Las guías de válvula mantienen las válvulas moviéndose en línea recta. El vástago de la válvula se prob-longa fuera de la guía encima de la cabeza del cilindro. Conjunto de resorte de vál-vula: Los resortes de las válvulas

mantienen las válvulas cerradas. Los resortes de las válvulas encajan en las válvulas. Los resortes de las válvulas se mantienen en posición por medio de una combinación de ca-zoletas (1) y un retenedor (2) o rotador. Retenedores de válvula: Los retenedores o rotadores encajan en el extremo del vástago de la válvula. Los retenedores traban las cazoletas en las ranuras de la válvula, y proporcionan un asiento contra el que hace fuerza el resorte de la válvula. Rotadores de válvula: Los rotadores de válvula giran la válvula para impedir desgastes excesivos en un lugar. Componentes de desgaste principales: Las válvulas, los casquillos de las válvulas y las guías de las válvulas son los que más se des-gastan debido a las altas temperaturas y presiones de combustión. Todos los componentes son reemplazables. Boquillas de combustible:

Las boquillas o los inyectores de combustible también están ubica-dos en la culata. Las boquillas en-cajan entre las válvulas. Soporte de boquilla de combus-tible:

Las boquillas de combustible se mantienen en posición por medio de un manguito, arandelas, adaptadores y cazoletas. Los distintos modelos de motor usan trenes de válvulas de distinto diseño. 1.-Motor de varillas de empuje. 2.-Motor de árbol de levas superpuesto. 3.-Motor de árbol de levas en la culata. Motores de varillas de empuje: Los motores que usan árbol de levas, levantaválvulas, varillas de empuje y balancín se de-nominan motores de "varillas de empuje".

Motores de árbol de levas su-perpuesto: Los motores de árbol de levas superpuesto tienen un árbol de levas (1) en la culata y levan-taválvulas (2) conectados a la parte superior del vástago de la válvula. A medida que gira el

lóbulo de la leva, el levantaválvulas sigue el movimiento y abre la válvula. Al seguir girando la leva, el resorte de la válvula (3) obliga a que se cierre la válvua. Los motores de árbol de levas superpuesto no requieren varillas de empuje. En este motor el árbol de levas está en la culata. Los balancines se mueven en los lóbulos. A medida que gira el árbol de levas, los balancines empujan y abren la válvulas.

Conjunto de tren de engranajes: El conjunto de tren de engranajes es una serie de engranajes que transfieren la potencia del cigüe-ñal a otros componentes princi-pales del motor. Los trenes de engranajes pueden estar ubicados en la parte delantera y trasera del motor. El tren de engranajes mostrado aquí está ubicado en l parte delantera del motor entre la placa de refuerzo y la caja de los engranajes de sincronización. Finalidad del tren de engranajes: El tren de engranajes sincroniza todos los componentes del motor, de modo que funcionen juntos durante cada tiempo del ciclo de combustión. Componentes del tren de engranajes: Los componentes de un tren de engranajes típico son: 1.- Engranaje del cigüeñal. 2.-Engranaje loco. 3.-Engranaje del árbol de levas. 4.-Engranaje de la bomba inyectora. 5.-Engranaje de la bomba de aceite. 6.-Engranaje de la bomba de agua. 7.-Engranaje del compresor de aire. Marcas de sincronización: Las marcas de sincronización se usan para alinear los engranajes y ayudar a asegurar una sincroniza-ción apropiada.

Engranaje del cigüeñal: El engranaje del cigüeñal está montado en el cigüeñal. A me-dida que gira el cigüeñal, tam-bién gira el engranaje. Todos los demás componentes están sincronizados y son impulsados por el cigüeñal y el engranaje del cigüeñal. Engranaje loco: El engranaje loco mantiene girando el engranaje del árbol de levas en el mismo sentido que el engranaje del cigüeñal. Las relaciones de engranajes aseguran que el árbol de levas gira a 1/2 de la velocidad del cigüeñal. Engranaje del árbol de levas: El engranaje del árbol de levas se engrana con el engranaje loco. Gira a un medio de la velo-cidad del cigüeñal para asegurar la apertura y el cierre de las válvulas de admisión y escape en el tiempo adecuado. Engranaje de la bomba de combustible: El engranaje de la bomba de combusti-ble está impulsado por el engranaje del árbol de levas. Como ambos engranajes son del mismo tamaño, ambos giran a la misma velocidad. El engranaje de la bomba de combustible hace girar el ár-bol de levas de la bomba de combusti-ble, que funciona con los componentes del sistema de combustible para sumi-nistrar combustible al motor en el mo-mento adecuado. Engranaje de equilibrio: Ciertos modelos de motor usan ejes de equilibrio. Los ejes son impulsados por el cigüeñal. En este ejemplo, hay un eje de equilibrio a cada lado del motor. El eje de equilibrio elimina las vibraciones excesivas del cigüeñal. Conjunto de eje y engranaje de equilibrio: Éste es un ejemplo de un conjunto de eje y engranaje de equilibrio.

El engranaje de la bomba de aceite es impulsado por el engranaje del cigüeñal. La bomba de aceite hace circular el aceite por todo el motor. Engranaje de la bomba de agua: La bomba de agua es impulsada por el engranaje de la bomba de agua y hace circular refrige-rante por todo el motor. El engranaje de la bomba de agua es impulsado normalmente a la misma velocidad que el cigüeñal. Engranaje del compresor de aire: Ciertos motores usan un compresor de aire para suministrar aire a los frenos y a otros com-ponentes. El compresor de aire es impulsado por engranajes del tren de engranajes. El engra-naje del compresor de aire se engrana con los engranajes locos y gira a la velocidad reco-mendada por el fabricante. Conjunto de polea: Un conjunto de polea conectado al cigüeñal impulsa otros componentes como ventila-dores o alternadores. Caja de los engranajes de sincronización: Todos los engranajes de sincronización están protegidos por una caja. Esta caja de los engra-najes de sincronización sella la parte delantera del bloque del motor.

Motores I Cap.3.- Sistema de Enfriamiento

Sistema de Enfriamiento.

Después de completar este tema, podrá identificar los componentes del sistema de enfriamiento y su función, el flujo de refrigerante por el sistema de enfriamiento y las características del refrige-rante. Finalidad de un Sistema de Enfriamiento El sistema de enfriamiento de un motor sirve para mantener las temperaturas del motor a un ni-vel adecuado. Si falla el sistema de enfriamiento, se pueden producir daños considerables en el motor. Principio de Operación El sistema de enfriamiento hace circular refrigerante por todo el motor para eliminar el calor producido por la combustión y la fricción. Hace uso del princi-pio de transferencia térmica para realizar su función. Transferencia térmica El calor siempre se desplaza de un "punto de origen" caliente (1) a un "punto de destino" (2) más frío. El punto de origen y el punto de destino puede ser metal, fluido o aire. La clave es la dife-rencia de temperaturas relativas entre estos dos lugares. Cuanto mayor sea la diferencia, mayor será la transferencia térmica. Todos los componentes de un sistema de enfriamiento desempeñan una función en la transferencia térmica. 3.2.- Componentes de un sistema de enfriamientoLos componentes principales de un sistema de enfriamiento son (1) una bomba de agua, (2) un enfriador de aceite, (3) conductos que atraviesan el bloque del motor y la culata, (4) un termosta-


to con caja, (5) un radiador, (6) una tapa de presión y (7) mangueras y tuberías de conexión. Además, dispone de un ventilador, normalmente impulsado por correas, ubicado junto al radia-dor para aumentar el flujo de aire y mejorar la transferencia térmica. Bomba de agua La bomba de agua consta de un rodete con paletas curvas dentro de una caja. A medida que gira el rodete, la curva de las paletas lanza el agua hacia el exterior, hacia el orificio de salida forma-do por la caja. Está montada en la parte delantera del bloque.

El aceite va del orificio de salida de la bomba de agua al enfriador de aceite. Los enfriadores de aceite consisten en un haz de tubos dentro de un caja. El enfriador de aceite elimina el calor del aceite lubricante, lo que conserva las propiedades de lubricación del aceite. Pos enfriador El refrigerante circula del enfriador de aceite al bloque del motor o, si el motor está equipado con un turbocompresor, puede pasar a un pos enfriador. Ciertos motores turbo comprimidos usan un pos enfriador para el agua de las camisas. Si es así, el refrigerante pasa a continuación a dicho aparato.

El pos enfriador elimina el calor del aire de admisión. En un pos enfriador del agua de las camisas, el siste-ma de enfriamiento elimina el calor del aire. El pos enfriador tiene una construcción similar a la de un ra-diador, con tubos y aletas. El aire comprimido calen-tado procedente del turbocompresor pasa por encima de las aletas y transfiere calor al refrigerante en los tubos. Camisa de agua El refrigerante, procedente del enfriador de aceite o pos enfriador, pasa al bloque del motor y cir-cula alrededor de las camisas de los cilindros, eliminando el calor procedente de los pistones, anillos y camisas. Estas cavidades se denominan camisas de agua. Culata El refrigerante pasa de los conductos del bloque del motor a la culata, absorbiendo el calor de los asientos de las guías de las válvulas. Termostato Una vez que salga de la culata, el refrigerante entra en la caja del termostato. El termostato está montado dentro de la caja.


El termostato hace de "policía de tráfico" del sistema de enfriamiento. La función del termostato es mantener una gama apropiada de temperaturas de operación. Para hacer esto, el termostato de-riva el flujo de refrigerante por el radiador, o por un tubo de derivación y lo envía de vuelta a la bomba de agua. Cómo funciona el termostato Pruebas del termostato Se debe probar el termostato durante el mantenimiento del sistema de enfriamiento, y reempla-zarse si es necesario. Las temperaturas de apertura están estampadas en el termostato. Si hay que reemplazar el termostato, asegúrese de usar el recomendado para el motor, o de lo contrario el sistema no funcionará de forma apropiada. Radiador Si se abre el termostato, el refrigerante circula por tubos o mangueras hasta la parte de arriba del radiador. Hasta ese momento, el refrigerante ha estado absorbiendo calor de todas las piezas del motor. El radiador es la situación opuesta. El refrigerante transfiere calor a la atmósfera, que está más fría. Cómo funciona el radiador En el radiador, el refrigerante circula de arriba a abajo. Los tubos y aletas funcionan juntos para disipar el calor. Los radiadores están montados normalmente donde el flujo de aire es máximo y la transferencia de calor es mejor. Tapa del radiador Los radiadores también tienen tapas de presión. La tapa determina la presión existente en el sistema de enfriamiento durante la operación. Los sistemas de enfriamiento a presión permiten prevenir la ebullición del agua a mayores altitudes. Al subir por encima del nivel del mar, desciende la temperatura de ebullición. Si el sistema de enfria-miento no estaba a presión, el refrigerante puede hervir, produciendo daños considerables en el motor.

Cómo funciona la tapa del radiador La tapa del radiador mantiene la presión en el sistema de enfriamiento por medio de dos válvu-las. Si la diferencia entre la presión del sistema de enfriamiento y la presión atmosférica exceda la presión de apertura de la tapa, se abre la válvula de salida. Esto deja escapar una pequeña can-tidad de aire, reduciéndose la presión en el sistema. El sistema se estabiliza. Al parar el motor y empezarse a enfriar, la presión dentro del sistema de enfriamiento disminuye por debajo de la presión atmosférica. La válvula de entrada de la tapa se abre, dejando pasar aire al radiador. Esto iguala y estabiliza las dos presiones. Prueba de una tapa


La presión de la tapa debe probarse durante el mantenimiento del sistema, y reemplazarse si es necesario. 3.4.- VentiladoresLa transferencia térmica a través del radiador viene ayudada por un ventilador. Los ventiladores aumentan el flujo de aire que pasa por las aletas y los tubos del radiador. Tipos de ventiladores Los ventiladores pueden ser de dos tipos: de succión y sopladores. Los ventiladores de succión (1) extraen aire por el radiador, y los ventiladores sopladores impulsan aire por el radiador. Correas de ventilador Ciertos motores usan correas para impulsar el ventilador, la bomba de agua u otros componentes. Tensión de las correas Si las correas del ventilador están poco tensas, puede disminuir la velocidad del ventilador. Esto disminuye el flujo de aire a través del radiador, y reduce la capacidad de enfriamiento total del sistema. 3.5.- Sistemas de enfriamientoLos sistemas de enfriamiento están modificados a menudo para cumplir con la necesidad espe-cial de la aplicación del motor. Escape enfriado por agua

A veces se añade un múltiple de escape enfriado por agua a un sistema de enfriamiento para enfriar el gas de escape al ser ex-pulsado. En motores marinos, se usa un escape enfriado por agua para mantener más fríos los espacios alrededor del motor. En un múltiple de escape enfriado por agua, el refrigerante cir-cula por una caja que rodea los conductos de los gases de esca-pe. Elemento acondicionador de refrigerante Otra opción que puede haber presente en ciertos sistemas de en-


friamiento es un elemento acondicionador de refrigerante. Se puede conectar en paralelo un ele-



inhibidores de corrosión en el mismo y se disuelven en el sistema de enfriamiento durante la operación. Camiones de transporte por carretera En los camiones de transporte por carretera, los motores cambian de velocidad con frecuencia. Como la bomba de agua está impulsada por engranajes, esto significa que el flujo de agua por el sistema también cambia de velocidad. El sistema de enfriamiento ha sido modificado para satis-facer estas condiciones. Además de una bomba de agua, enfriador de aceite, conductos de refri-gerante, termostato, radiador y tapa, ventilador y mangueras de conexión, los sistemas de los camiones tienen una tubería de derivación (1) adicional que une la parte superior del radiador con la bomba de agua. La tubería de derivación protege la bomba de agua contra los daños. Tubería de derivación A medida que el camión cambia de velocidad, la bomba de agua impulsada por engranaje cambia de velocidad. Sin embargo, el flujo de refrigerante no cambia de velocidad tan rápidamente, lo cual causa una diferencia de presión en la bomba de agua. La tubería de derivación proporciona agua suficiente al lado de entrada de la bomba de agua para mantener la presión e impedir la ebullición del refrigerante. Erosión por cavitación El agua del lado de entrada de la bomba puede hervir debido a que la presión es reducida. La presión se restablece en el lado de salida de la bomba. Esto provoca la implosión de las burbujas de vapor. Al reventarse las burbujas producen erosión por cavitación en la bomba de agua. Sistemas de enfriamiento marinos Los motores marino tienen varios componentes exclusivos del sistema de enfriamiento debido a que el calor del motor se transfiere al agua, en vez de al aire. Los sistemas marinos usan un sis-tema de intercambiador de calor o sistema de enfriamiento de la quilla. El flujo de refrigerante básico es igual, pero el intercambiador de calor o enfriador de la quilla ocupa el puesto del radia-dor. Sistema de enfriamiento de la quilla Los componentes de un sistema de enfriamiento de la quilla incluyen los mismos componentes de un sistema convencional. Existe una bomba de agua, conductos de refrigerante y un tanque de compensación o expansión que contiene el termostato. En vez de un radiador, el refrigerante cir-cula por un enfriador de la quilla. El enfriador de la quilla consiste en una serie de serpentines. Puede formar parte integral del cas-co del barco, o montarse en canales y soldarse al casco. El refrigerante pasa del tanque de expan-sión (1) a la bomba de agua (2), atravesando el motor y el serpentín de enfriamiento de la quilla (3), donde el agua de mar enfría el fluido. Intercambiador de calor El sistema de enfriamiento del intercambiador de calor incluye una bomba de agua, conductos de refrigerante para el motor, un múltiple de escape enfriado por agua y un tanque de expansión o compensación que contiene un termostato. También hay un intercambiador de calor. El sistema de agua natural tiene una bomba de agua natural, y tubos y mangueras que transportan el agua de


mar a la bomba y al intercambiador de calor. El intercambiador de calor básicamente es una caja hueca llena de tubos. El refrigerante del motor circula por los tubos. Los tubos están rodeados por agua de mar. El agua de mar absorbe el calor del refrigerante. Varillas de zinc Las varillas de zinc se usan en aplicaciones marinas para reducir la corrosión. El zinc es mucho más susceptible a la corrosión que otros metales encontrados en el sistema de enfriamiento. Cuando el zinc se expone al agua de mar, este se corroe en vez de otro metal. Este proceso se llama corrosión galvánica. Las varillas de zinc se llaman "ánodos de sacrificio" debido a que es-tán diseñados para corroerse en vez de otros componentes. Las varillas deben comprobarse fre-cuentemente y reemplazarse según sea necesario.

Date post:	11-Jul-2016
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