TEMA 8 FLUIDOS.

1. PARTE METALICA DE LAS RUEDAS:

1.1 LA LLANTA:

Es la parte metálica de la rueda que, mediante un perfil adecuado, soporta el neumático y permite la solidaridad del mismo al buje del vehículo a través de la pieza o piezas de acoplamiento.

La característica fundamental de las llantas es su perfil, es decir, la forma de su sección transversal. En el se diferencian:

- Pestaña: es la zona de la llanta donde se apoya lateralmente el talón de la cubierta.

- Asiento de talón: es la zona de la llanta sobre la que se apoyan los talones de la cubierta.

-Base: corresponde a la zona de la llanta comprendida entre ambos asientos de talón.

-Orificio para salida de la valvular: la llanta presenta una apertura que permite el montaje y la salida de la válvula.

Tipos de llantas:

Llantas de base honda.

Es una llanta de una pieza en la que la base queda mas profunda en su centro, con el fin de permitir el montaje y desmontaje de la cubierta. Generalmente, presenta los asientos de talón inclinados, según el angulo determinado. Se divide en:

1. simétricas: aquellas cuyo plano longitudinal medio es también plano de simetría.

2. asimétricas: el plano que la divide por la mitad es diferente del de simetría.

Llantas desmontables

Se dividen en:

- llantas semiondas: es de base menos profunda que las anteriores citadas, lo que implica tener una pestaña desmontable para permitir  el montaje y desmontaje de la cubierta.

- llantas de base plana con asientos de talón inclinados:

Es cuya base, siendo fundamentalmente plana, presenta los asientos de talón inclinados según el angulo determinado.

- llanta plana: los asientos de talón son planos y la base sensible. Igual a la llanta anterior lleva al menos una pestaña desmontable.

- llanta en sectores: es aquella que se desmonta en sectores para permitir el montaje y desmontaje de la cubierta.

- llanta en dos mitades: es divisible en dos, según su plano longitudinal, que suele ser el medio, para permitir el montaje y el desmontaje de la cubierta.

1.2 TIPOS DE RUEDAS CON NEUMÁTICOS:

Los tipos fundamentales de ruedas con neumáticos son: de disco, de radio o portallantas.

Ruedas de disco:

La llanta se hace solidaria al buje atraves de un disco situado en su centro, unido a la llanta por medio de remaches, cordones de soldura etc.

Las partes de la llanta son:

- Superficie de apoyo: es la parte del disco que se apoya y acopla al buje de la rueda.

- Agujeros de fijación: permite que el paso de los tornillos o espárragos de fijación y dispone de asiento cónico para el correcor central.

- Diámetro de implantación de los agujeros de fijación: es el diámetro de la circunferencia que pasa por el centro de los agujeros de fijación.

- Agujero central: es un orificio realizado en el centro del disco para salvar el cubo del buje.

- Bombeo: es la distancia entre la superficie de apoyo y el plano longitudinal medio de la llanta.

- Orificio de la válvula.

- Ventanas de ventilación. Existen dos tipos de ventanas de ventilación:

                - Acero estampado.

                - Aleación ligera.

Ruedas de disco de acero estampado:

- Son rígidas, resistentes a los golpes y relativamente ligeras, así como fáciles de producir en grandes cantidades. Su fijación al tubo se efectúa sobre la parte central mediante tuercas y espárragos.

- Los agujeros para el paso de los espárragos de fijación presentan un asiento cónico para el correcto centrado de las ruedas.

TEMA 7 MOTORES.

NORMAS GENERALES EN EL DESARROLLO DE LAS PRACTICAS:

Las normas que se exponen a continuación deberán tenerse presentes en el desarrollo de las actividades:

- Aplicar procedimientos de prevención de riesgos laborales de acuerdo con lo establecido por normativa.

- Seleccionar los útiles y herramientas mas adecuadas al trabajo que se va a realizar.

- Mantener el entorno de trabajo limpio y ordenado.

- Limpiar y ordenar las piezas.

- Comprobar que los instrumentos y equipos de medida que se van a utilizar están en perfecto estado.

- Emplear los productos específicos recomendados por el fabricante.

- Apretar los tornillos con los valores de par especificados en la documentación técnica.

- recoger y almacenar adecuadamente los productos que puedan resultar contaminantes para el medio ambiente.

EXTRACCION DEL GRUPO MOTOPROPULSOR:

La disposición mas común actualmente en los vehículos es la de motor delantero transversal y tracción delantera, donde la opción mas aconsejable es extraer el grupo moto-propulsor o conjunto motor-caja de cambio-diferencial.

PREPARACIÓN DEL VEHÍCULO:

- Colocar el vehículo sobre un elevador de brazos sobre caballetes.

- Quitar las dos ruedas delanteras, desconectar la batería y desmontar el capo.

- Vaciar el circuito de refrigeacion y recoger el anticongelante.

- Vaciar y recoger el aceite del cambio.

DESMONTAJE DE LOS ELEMENTOS DE UNION DEL MOTOR CON LA CARROCERÍA:

Se procederá al desmontaje de los siguientes elementos:

- Caja del filtro y conductos de aire.

- Manguitos de refrigeración y calefacción.

- Conexiones eléctricas y trenza de mas.

- Elementos del encendido.

- Conexiones eléctricas del motor de arranque.

- Cables de acelerador, embrague y velocímetro.

- Varillaje de la caja de cambios.

- Unión del tubo de escape.

DESMONTAJE DE LA TRASMISIÓN:

Para realizar esta operación se deben consultar siempre las instrucciones del fabricante. Como orientación, se puede seguir el proceso que se indica a continuación:

Se desmonta la rotula de dirección y la fijación interior del amortiguador. Se quita la tuerca de fijación del árbol de transmisión. Se desplaza el conjunto porta-manguetas hasta extraer el palier, primero el buje y después del lado del diferencial. Repetir la operación con la otra transmisión.

EXTRACCIÓN:

Estos soportes de motor van provistos de tacos de goma o caucho que hacen elástica la unión entre el motor y la carrocería. La posición que ocupa cada uno esta estudiada para evitar que se transmitan las vibraciones a la carrocería y para amortiguar el balance que se produce en el motor con los cambios de marcha.

Durante la extracción se deberá tener el máximo cuidado para no originar daños en la carrocería o en otras partes mecánicas.

Posteriormente se monta el grupo moto propulsor sobre el soporte giratorio, buscando sobre el motor los puntos de anclaje adecuados que soporten su peso. Una vez instalado el soporte, se demostrara:

- El motor de arranque y el alternador.

- La caja de velocidades y embrague.

- Los elementos de encendido.

- Los elementos de la inyección o carburador.

- Además, se deberá vaciar el aceite del motor.

DESMONTAJE DE LA CULATA Y SUS COMPONENTE:

Causas más frecuentes por las que es necesario desmotar la culata:

- Para reparar la culata o alguno de sus componentes, como válvulas, guías, etc.

- Por deterioro de la junta de culata.

- Por averías en otros componentes que impliquen el desmontaje de la culata, como el bloque, pistones, etc.

PRECAUCIONES PARA EL DESMONTAJE DE LA CULATA:

- Consultar el manual del motor donde se indica el procedimiento más adecuado.

- Aflojar los tornillos de la culata solamente cuando la culata este fría para evitar deformaciones.

- Seguir el orden indicado en el manual, sino se conoce el orden, hacerlo en espiral desde los extremos hacia el centro para aflojar y en sentido contrario para apretar.

- Separar la culata hacia arriba, excepto cuando se trate de un bloque con camisas húmedas; en este caso se despegara haciéndole girar sobre uno de los tornillos.

- Nunca se deberán introducir destornilladores u objetos entre la culata y el bloque para apalancar.

- Una vez desmontada la cadena o correa de distribución no girar el cigüeñal para evitar que los pistones golpeen contra las válvulas.

- Limpiar y marcar la posición de las piezas con vistas a su posterior montaje.

PROCESO DE DESMONTAJE:

- Desmontar la cubierta de la distribución.

- Hacer coincidir las marcas de distribución.

- Aflojar el tensor y retirar la correa de la rueda dentada del árbol de levas.

- Desmontar la tapa de la culata y retirar la junta.

Extracción de la culata:

- Aflojar los tornillos de la culata en orden inverso al de apriete indicado por el fabricante. Primero se aflojaran todos media vuelta y después, en una segunda ronda se extraerán.

- Algunas culatas quedan posicionadas sobre el bloque mediante casquillos centradores, en este caso, se despegaran siempre hacia arriba.

- Los motores con camisas húmedas se extraerán todos los tornillos menos uno situado en un extremo, después se golpeara en el extremo contrario interponiendo una cala de madera hasta hacer girar la culata sobre el tornillo.

- Extraer la culata y colocarla en el banco de trabajo.

Desarmando la culata:

- Desmontar los colectores de admisión y escape y retirar sus juntas.

- Para desarmar el eje de balancines, se aflojaran los tornillos de fijación en el orden previsto hasta descargar la fuerza de los muelles de válvula, a continuación se extraerá el eje con los balancines.

- La rueda dentada se desmontara inmovilizando el árbol de levas con el útil adecuado para poder aflojar el tornillo de fijación y extraerla. Después se recogerá la chaveta.

- Para desmontar las tapas de cojinete del árbol de levas se aflojaran los tornillos en el orden que indique el fabricante, evitando que el árbol sufra deformaciones.

- Extraer el retén de las tapas de cojinetes, marcar su número y anotar la posición de montaje.

- Extraer el árbol de levas.

- Desmontar las válvulas.

- Sacar los retenes de aceite de las guías de válvula con unos útiles adecuados.

- Marcar y ordenar sobre un soporte los conjuntos de válvula, muelle y empujarlos para desmontarlos después en la misma posición.

- No se raspara ni se frotara nunca con productos abrasivos ya que pueden dañar la superficie planificada de la culata.

COMPROBACIÓN DE LA CULATA:

Para realizar la comprobación de la culata se deberá :

- Controlar el buen estado de las roscas de los espárragos, tornillos y taladros de culata.

- Comprobar el plano de junta de la culata.

Se verificara con una regla de planitud y un juego de galgas de espesores. Se comprobara de forma longitudinal, transversal y diagonal. El plano de la culata es correcto cuando en ningún caso se introduce la galga de 0,05 mm entre la culata y la regla.

La causa mas común de deformación en la culata es el exceso de temperatura debido a fallos en el sistema de refrigeración

- verificar los planos de apoyo de los colectores de admisión y escape para que no superen una deformación máxima de 0,mm.

RECTIFICADO DE LA CULATA:

Este trabajo se realiza en talleres especializados que cuentan con rectificadoras de precisión.

Las culatas de hierro fundido se rectifican con muelas de abrasivo que están divididas en varios segmentos. Para las culatas de aleación de aluminio se usan unas herramientas de corte de metal duro.

Existen culatas que, por sus características, no permiten el rectificado. En estos casos suelen admitirse tolerancias de hasta 0,1 mm de deformación, sobrepasada esta medida habría que sustituir la culata.

5.1 Consecuencias del rectificado

El rectificado disminuye el volumen de las cámaras de combustión y, por tanto, aumenta la relación de compresión. Esto hace que aumente la temperatura dentro de la cámara y crezca el riesgo de detonación.

Las juntas de culata para motores diésel se suministran con varios espesores mayorizados que suplementan la medida de rectificado

- Cuando las válvulas quedan a la altura de la culata es necesario rebajar su asiento, en la misma medida que el rectificado, para restablecer su posición y evitar que lleguen a chocar con el pistón.

- En culatas para motores diésel, que llevan insertadas anticamaras, es necesario medir la distancia, después de rectificar. Si la medida no fuera correcta, se variara el espesor de las arandelas hasta conseguirlo.

- Medir la altura de la culata en varios puntos utilizando un calibre y comprobar que el resultado esta dentro de lo especificado en los datos técnicos.

- Comprobar el paralelismo longitudinal, midiendo la altura de la culata en ambos extremos. La falta de paralelismo no debe ser mayor de 0,1 mm

Medición del volumen de la cámara de combustión:

Para medir el volumen de la cámara de combustión se deben montar las válvulas y la bujía y colocar la culata con las cámaras hacia arriba, en una posición perfectamente horizontal. A continuación, se coloca encima un cristal o plástico transparente que tenga un orificio por cada cámara; Para que quede adherido se unta un poco de grasa consistente. Posteriormente, se llena una probeta graduada con aceite muy fluido hasta una medida determinada y se vierte el liquido en la cámara atraves del orificio hasta que no queden burbujas de aire. El volumen de la cámara será la diferencia de nivel leída en la probeta antes y después de la operación.

- Tolerancia en el volumen : +-0,6 cm3.

Sera necesario medir todas las cámaras y comprobar sus volúmenes.

- Diferencia máxima entre cámaras : 1 cm3.

El volumen así medido sirve para detectar variaciones o diferencias de volumen entre las diferentes cámaras. Sin embargo, en la mayoría de los casos, este dato no será valido para calcular la relación de compresión puesto que no se tiene en cuenta la parte de la cámara que queda en el bloque.

5.3 Calculo del volumen de la cámara de combustión

El volumen de la cámara (Vc) se puede calcular conociendo la relación de compresión (Rc) y la cilindrada unitaria (Vu).

TEMA 6 MOTORES.

Descripción de la culata:

La culata es la parte del motor que cierra los cilindros por la parte superior. Se une al bloque mediante tornillos. Para hacer estanca la unión se intercala la junta de culata.

En ella se forman las cámaras de combustión, las cámaras para el líquido de refrigeración y los conductos de admisión y escape.

Puede adoptar formas variadas en función del tipo de distribución.

Características:

La culata es una pieza que está sometida a altas temperaturas y fuertes presiones, por lo que debe reunir ciertos requisitos:

- Robustez: para resistir las altas presiones que se producen durante la combustión y la corrosión por efectos químicos, originada al quemarse el combustible.

- Estanqueidad: en su unión con el bloque, en la fijación de bujías o inyectores, en las válvulas, en los asientos y en las guías.

- Eficacia en intercambio de gases: esto permite el llenado correcto del cilindro y la evacuación de los gases quemados mediante el dimensionado y la orientación adecuada de estos conductos para conseguir un buen rendimiento volumétrico.

- Conductividad térmica: adaptada para mantener esta zona a la temperatura conveniente. El acceso de calor puede dar lugar a puntos calientes dentro de la cámara de combustión que provocarían la detonación. Por el contrario, si se enfría demasiado empeora la gasificación de la mezcla, ya que se excede en gran cantidad de calor en los procesos de compresión y combustión.

Fijación de la culata:

Los tornillos que fijan la culata al bloque han de tener una resistencia capaz de soportar esfuerzos muy superiores a las presiones máximas que se originan en la combustión.

Los tornillos de culata usados actualmente en los motores al ser apretados sobrepasan su límite elástico y sufren un ligero doblamiento.

Tipos de culatas:

La culata se fabrica mediante fundición en molde. La superficie de cierre con el bloque asi como la zona de fijación de los colectores son mecanizados para obtener un buen acabado superficial que garantice la estanqueidad.

Materiales de fabricación:

El material más empleado es la aleación de aluminio. También se utiliza el hierro fundido.

La aleación de aluminio está compuesta de aluminio, silicio y magnesio. Sus principales cualidades son: buena resistencia, peso reducido y gran conductividad térmica.

La culata de hierro fundido está construida con una aleación de hierro, cromo y níquel. Sus principales características son su robustez y su resistencia a la deformación.

Refrigeración de la culata:

La refrigeración por líquido es el sistema más común en los motores de cuatro tiempos.

Las culatas refrigeradas por aire se construyen en aleación de aluminio y van provistas de aletas que aumentan la superficie en contacto con el aire refrigerante para hacer más efectiva la evacuación de calor.

Se utilizan en motores de dos tiempos de pequeña cilindrada y en algunos de cuatro tiempos con circulación forzada de aire.

Cámara de combustión:

La cámara se construye generalmente en la culata, y en ella se alojan las válvulas de admisión y escape y la bujía o el inyector en los motores diésel.

La forma de la cámara y su volumen influyen decisivamente en el rendimiento del motor. El volumen queda definido por la relación de compresión, pero es el diseño de su forma lo que va a determinar las características de la cámara.

Cámara de combustión para motores Otto:

En los motores Otto, el salto de chispa en la bujía inflama la mezcla de aire y combustible iniciando la combustión, esta se desplaza a través de la cámara formando un frente de llama. El desplazamiento de este frente ha de ser rápido y uniforme para conseguirlo, las cámaras deben reunir las siguientes características.

- Mínimo recorrido del frente de llama: esto exige una cámara compacta con poca superficie en relación al volumen.

- Combustión rápida: se consigue con una gran turbulencia y corto recorrido del frente de llama.

- Alta turbulencia: el movimiento rápido de la masa gaseosa aumenta la homogeneidad de la mezcla y, por lo tanto, la velocidad de combustión.

- Resistencia a la detonación: evitando las superficies o partes calientes, así como zonas de acumulación de carbonilla.

Cámara semiesférica:

El modelo ideal de cámara es la semiesférica de forma compacta: su mínima superficie con relación a su volumen y su buena turbulencia, con la bujía situada en el centro, permite que el frente de llama se desplace rápida y uniformemente actuando sobre la cabeza del pistón.

Cámara hemisférica:

También llamada de forma de tejado, esta cámara presenta características muy parecidas a la ideal: pequeña superficie y pocas perdidas térmicas.

Actualmente se ha generalizado este tipo de cámara ya que además de su alto rendimiento permite el montaje de cuatro válvulas por cilindro.

Cámara de cuña:

Posee una buena resistencia a la detonación y reducida superficie interior. Ofrece buen rendimiento, aunque menor que la hemisférica. La disposición de las válvulas en paralelo simplifica su sistema de mando.

Cámara de bañera:

Con este tipo de cámara se puede conseguir un buen alzado de válvulas, pero el diámetro de estas queda reducido por falta de espacio y el recorrido del frente de llama es excesivamente largo. Es muy poco usada debido a su bajo rendimiento.

Camara de pistón (cámara heron):

La culata es plana ya que la cámara de combustión se encuentra en la cabeza del pistón. La forma de la cámara crea una fuerte turbulencia durante la compresión.

Cámara para inyección directa:

Los motores de inyección directa de gasolina emplean cámaras de combustión cuya parte superior es de tipo hemisférico convencional, lo mas característico de estas cámaras es la forma de la cabeza del pistón.

En ciertas fases de su funcionamiento estos motores trabajan con una mezcla pobre estratificada (no homogénea).

Empleo de las diferentes cámaras de combustión:

La cámara hemisférica es la de uso mas generalizado debido a su buen rendimiento. Las de cuña bañera se usan en algunos motores de pequeña cilindrada.

La cámara en el pistón para motores en los que se necesita una gran turbulencia. Para los motores de inyección directa de gasolina se emplean deflectores en la cabeza del pistón.