Elementos que componen el motor

En el motor del automóvil se pueden diferenciar para su estudio los elementos fijos necesarios para su funcionamiento (culata, bloque, cárter), otros elementos fijos que cumplen determinada función en el motor (cilindro, bulón, anillos, rodamientos, cojinetes) y los elementos móviles o dinámicos que están sometidos a altas temperaturas y esfuerzos (pistón, biela, cigüeñal, volante, dámper).

El Cilindro

Consta de dos partes: cuerpo cilíndrico y culata, sus dimensiones van determinadas de acuerdo al diseño. El diseño varía en función de las características del motor, cantidad de cilindros, potencia, velocidad de régimen.

En su interior tiene lugar la expansión de la mezcla, dentro de él se desplaza el pistón de forma alternativa, desde el punto muerto inferior al punto muerto superior, por lo que sus paredes deben llevar un tratamiento, revestidas en metal cromo, aumentando también la dureza y resistencia ante la corrosión, que se presenta por los ácidos que se genera en la combustión.

En los motores de varios cilindros es común que se fundan en el bloque, en el caso que los cilindros sean muy grandes, se funden de a dos para facilitar la fabricación, como es el caso de los vehículos pesados.

En las cavidades de los cilindros se revisten las camisas a fin de obtener una buena resistencia al rozamiento, al desgaste y el choque térmico. El material utilizado para las camisas es una fundición gris o fosforosa, puede ser húmeda o seca teniendo en cuenta si tiene contacto con el sistema de refrigeración. Tienen la ventaja de que en caso de avería en el motor, evita la sustitución completa del bloque.

En los vehículos antiguos se rectificaba el bloque del motor y se cambiaba la dimensión del pistón, se hablaba de pistones en estándar, 0.25, 0.5, 0.75, esto generaba problemas en la compresión. En los cilindros de camisa húmeda ya todos los pistones están en estándar, se sustituye el “liner set” que viene (cilindro, pistón, biela) y se sustituye de acuerdo a la cantidad que necesaria ya sea uno o cuatro, los que se necesiten. Como el caso de la Chevrolet D-max, que viene de esta forma, comercializan un liner set o también comercializan el kit de reparación que consta de 4 liner set en conjunto con el cigüeñal y un costo menor que por partes.

Los cilindros de camisa húmeda llevan un anillo de caucho sintético especial en la parte inferior y uno de cobre en la parte superior para generar estanqueidad, que con la junta de la culata sujetan con firmeza la camisa al bloque.

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El pistón

El pistón es parte fundamental del motor, es la que soporta el trabajo de la combustión y transmite la fuerza a través de la biela al cigüeñal, fuerza que recibe en su parte superior o cabeza. Generalmente tiene la forma de vaso invertido, con la evolución de los motores y los diferentes combustibles que se pueden utilizar han tenido algunas variaciones de diseño, presentan cavidades en su cabeza para inyección directa de combustible, también se han implementado diseños de cabezas cónicas variando la forma de la cámara de combustión, su forma depende también de la capacidad volumétrica y del recorrido de las válvulas, esto a fin de volverlos más eficientes evitando inconvenientes como el cascabeleo o pistoneo.

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El bulón

El pistón tiene un orificio donde se aloja el bulón que es el pasador o eje que posiciona el pistón en la biela. Es un eje de acero duro, rectificado y hueco, centrado en el pistón. Para evitar que se salga del pistón, se asegura con un tornillo que se sujeta con un pasador, un clip o muelle de acero de dos espiras comprimido o un tornillo que se ajusta con una abrazadera.

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Los anillos

En el pistón se generan unos movimientos laterales o de campaneo, como el aluminio se dilata con el calor habría que montar los pistones en frio y demasiado holgados, con el motor caliente. El pistón durante su recorrido deberá ajustar perfectamente alrededor del cilindro, asegurando la estanqueidad para que no existan fugas de aceite o de gases, que hagan perder fuerza  a la compresión y la expansión, como esto produciría un rozamiento se deja una holgura entre el pistón y la camisa para evitar estas fugas se colocan los anillos.

Los anillos son unos aros elásticos, de un diámetro mayor al del pistón, de forma elíptica que se alojan en unas hendiduras donde se contraen al introducirse en la camisa. Los anillos son tres, el primero que está en la parte superior sirve para evitar  pérdidas en la compresión, el segundo anillo se le conoce con el nombre de rascador, cumple con dos funciones la primera es la de ser un segundo anillo de compresión, ayuda a mezclar el  aceite con las partículas de carbón, aumentando el nivel de ácido lo que provoca una desaceleración del aceite de lubricación y evita que las partículas de carbono se utilicen en otras partes del motor. El tercer anillo es de acero inoxidable y es el encargado de realizar la lubricación del cilindro.

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Las bielas

Son forjadas en acero o níquel y cromo, aunque es una sola pieza se divide en tres partes: el pie, el cuerpo y la cabeza. Para evitar el cabeceo de la carrera del pistón, la cabeza y el pie están alineados. El  pie es la unión de la biela al pistón, tiene un anillo antifricción de bronce fosforoso. El cuerpo está situado entre la cabeza y el pie, es la parte rígida de la biela, la construyen en forma de H o de doble T. también se construía redondo y su interior servía para llevar el aceite al pie de la biela. La cabeza de la biela está fundida en el mismo cuerpo, gira sobre el codo del cigüeñal y consta de dos partes, la cabeza se maquina completa y se  divide en dos semi cabezas, la segunda se puede denominar sombrerete y se fija con unos tornillos

Existen varios tipos de disposición para las bielas, usadas en los motores en “v”. Estas son las bielas cuya unión tienen una forma especial, suelen ser de tres tipo:

Bielas ahorquilladas: este sistema usa un casquillo para unir las dos bielas que trabajan sobre el mismo codo del cigüeñal.

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Bielas articuladas: este sistema usa un cojinete único para las dos bielas, su construcción es sencilla y económica.

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Bielas conjugadas: este tipo de biela es el que se usa en la actualidad, son bielas independientes que se montan sobre el mismo codo de cigüeñal.

biela-conjugada

Los cojinetes o rodamientos

Los cojinetes son dos medios casquetes o casquillos, delgados y flexibles de acero y cobre, recubiertos en un material antifricción. El cojinete original de metal babbit  inventado por Isaac Babitt, la formula exacta de babbit no se conoce con certeza. Es una estructura multi metal, existen varias composiciones de estaño-cobre, estaño-antimonio, plomo-antimonio, cobre-plomo, plomo-estaño y cobre-estaño-plomo.

En motores especiales y en las motocicletas se utilizan cojinetes de bolas para la articulación de la cabeza de biela.

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El cigüeñal

El cigüeñal o árbol de motor de transmisión en conjunto con las bielas transforma el movimiento rectilíneo del pistón en un movimiento circular, es un eje en forma de palancas denominadas muñequillas y dos brazos que hacen contrapeso. Cada muñequilla se une a la biela y esta a su vez al pistón creando el mecanismo biela manivela.

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El cigüeñal presenta en sus extremos un dámper anti vibración para absorber las vibraciones del motor, el volante motor para acumular la inercia y normalizar el movimiento del cigüeñal y un piñón para el engranaje del eje de levas.

El cigüeñal gira sobre los cojinetes unidos al cárter superior y el sombrerete de la bielaque cierra y sostiene el eje.

El volante

El volante acumula inercia y regula el movimiento del motor. Es una rueda dentada de fundición o acero, que está montada en el cigüeñal y próximo a la caja de cambios, ya que se comunica con el embrague, que cumple la función de conectar el motor con la caja. El fabricante suele marcar algunas referencias valiosas para el reglaje de la distribución en el volante.

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El dámper

Como el volante motor va montado a un extremo del cigüeñal, queda desbalanceado el cigüeñal; el dámper ofrece resistencia a los violentos impulsos que las expansiones comunican a los codos del cigüeñal y tiende a torcerse elásticamente.

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