ESTUDI DELS COMPONENTS D'UN MOTOR ALTERNATIU 1er Automoció IES Montilivi ÍNDEX: Bloc i camises 3 Cigonyal 5 Volant d'inèrcia 6 Semicoixinets o tapetes 7 Pistó 8 Aros o segments 10 Biela............................................................................................................................11 Culata 13 Arbre de lleves 15 Vàlvules, guies i seients de vàlvules 17 Retenidors d'oli 19 Junta de culata 20 Espàrrecs de culata 21 Boló 22 Taqués 23 Bibliografia 24 Nom: Bloc i camises. Materials: Fossa de ferro perlítica +Cr, Ni o Aleatge d'alumini. Procés de fabricació:

1

Fossa + mecanització. Tipus i característiques: • Segons els cilindres: · Integral: Tot el bloc està fabricat del mateix material i les parets del cilindre només permeten 2 o 3 rectificades. · Camises humides: És un bloc que te bona refrigeració i fàcil reparació, però és poc rígid. · Camises seques: És un tipus de bloc que no te problemes d'estanquietat ni corrosió, i les camises tenen un bon centrat. • Segons la refrigeració: · Refrigeració per aigua: El bloc te cambres internes per on i passa l'aigua. · Refrigeració per aire: El bloc disposa d'aletes. L'aire al passar entre aquestes aletes refrigera tot el bloc. • Segons la disposició dels cilindres · Línia, V, Boxer, W. • Segons la relació D/C: · Cursa llarga: La cursa és més llarga que el diàmetre. · Quadrat: La cursa i el diàmetre és diferencien, com a molt, en 5mm. · Superquadrat: El diàmetre és més llarg que la cursa.

Avaries: Nom: Desgast dels cilindres. Diagnòstic previ: Pèrdua de compressió, el motor crema oli. Possibles causes: Fregament per falta de greixatge, corrosió o abrasió per la presencia de partícules.

2

Comprovacions: Mesurar amb un alexòmetre el diàmetre en diferents parts a cada cilindre. Valors de referència: El desgast màxim és 0,1 mm. Reparacions: Si el desgast és més petit de 0,15 mm esmerilar, si és mes gran rectificar. En motors de camises humides n'hi ha prou amb canviar les camises. Nom: Planitud en la superfícies de suport: Comprovacions: Amb un regle i les galgues de nivell comprovar la planitud de les superfícies de suport de la culata... Valors de referència: La desviació no ha de superar els 0,05mm Reparació: Canviar bloc. Nom: Taps a les cambres d'aigua. Causes: Impureses en el sistema de refrigeració. Comprovacions: L'aigua no circula per el circuit. Valors de referència: Reparacions: Netejar el sistema de refrigeració. Nom: Cigonyal. Materials: Acer al carbó amb Cr, Ni, Co, Mo... Procés de fabricació: Estampació en calent (entre 900 i 1100º C) o fossa més mecanització i tractaments tèrmics finals. Tipus de i característiques: − Cigonyal partit: format a partir de dos peces que s'uneixen pressió. S'utilitza en motors de petita cilindrada. − Cigonyal integral: format a partir duna sola peça. Avaries: Nom: Desgast dels suports de bancada o dels colls de biela. Causes: Fregament i sobrepresions. Comprovacions: Comprovar amb un palmer aquest desgast.

3

Valors de referència: El desgast no pot superar 0,05 mm. Reparació: Rectificar els suports o colls i col·locar tapetes de sobremida. Nom: Esquerdes. Comprovacions: Visualment o amb llum ultravioleta. Valors de referència: No hi ha d'haver cap esquerda. Reparació: Substituir: Nom: alienació o excentricitat. Causes: escalfaments. Comprovació: Fer girar el cigonyal sobre uns suports col·locats als seus extrems i col·locar un rellotge comparador al centre. Valors de referència: El descentrat màxim admissible son 0,05 mm. Reparació: Adreçar amb una premsa o substituir.

4

5

Precaucions de muntatge: Per collar el cigonyal sempre haurem de collar els espàrrecs en espiral de dins cap a fora i en dos passades. Primer collarem a un parell una mica per sota del que indica en el manual per, en la segona passada, acabar'ho de collar. Els parells de muntatge son 2N/45º. Nom: Volant d'inèrcia. Materials: Fosa de ferro + mecanització + equilibrat o corona d'acer muntada a pressió. Procés de fabricació: Fosa i mecanització o estampació Tipus i característiques: − Volant d'una massa: volant format d'una sola massa. − Volant bimassa: volant format per dos masses unides. Entre les dos masses hi ha unes molles que esmorteixen els canvis de règim del motor. Avaries: Nom: Desgast de la superfície d'embragatge. Causes: Fregament amb l'embragatge. Comprovacions: Visual Valors de referència: Reparació: Rectificar la superfície. Nom: Alabeig. Causes: Escalfament. Comprovacions: Muntat en el motor i amb un rellotge comparador. Valors de referència: No pot superar 0,08 mm. Reparació: Rectificar o canviar. Precaucions de muntatge: Haurem de collar els cargols en estrella i a un parell de 6N.

6

Nom: Semicoixinets o tapetes.

7

8

Materials en que és fabrica: Un suport d'acer exterior i una capa de material antifricció. L'interior que pot ser d'aliatges d'estany, plom, bronze, coure, alumini, antimoni, níquel o crom. Procés de fabricació: Les tapetes es fabriquen per fosa. Tipus i característiques: • De bancada o biela: es col·loquen damunt del cigonyal per disminuir la fricció biela−cigonyal. • Axials: es col·loquen als laterals de la biela per disminuir la fricció biela−cigonyal per els laterals. Avaries: Nom: Desgast o fusió. Causes: Problemes de lubrificació o pressions excessives. Comprovacions: − Visual. − Fil calibrat: Muntar el fil entre el coixinet i el cigonyal, amb pressió final. Desmuntar el fil i comparar l'amplada amb l'escala graduada. Valors de referència: El joc màxim admissible és d'entre 0,02 i 0,05 mm. Reparació: Substituir coixinet. Precaucions i muntatge: A l'hora de muntar hem de tenir en compte que les tapetes estiguin molt netes i greixades i hem de fer coincidir pestanyes de posició i forats de lubrificació. Nom: Pistó. Materials en que és fabrica: Monometall: aliatges d'alumini i silici (12%)+ Cu, Ni, Mg. Bimetall: Aliatges d'alumini, + reforços d'acer. Procés de fabricació: Fosa o estampació + mecanització i tractaments tèrmics. Tipus i característiques: • Segons la forma del cap: Plana, còncava...; amb camera de combustió o amb espai per a les vàlvules • Segons el nombre de ranures pels segments: 9

· Motors de gasolina: per a 4T tres ranures i per a 2T 2 o 1 ranura. · Motors de gas−oil: per a 4 i 2 T 3,4 o 5 ranures. • Segons la faldilla: Faldilla sencera, faldilla parcial o faldilla de diferent diàmetre que el cap. • Pistons especials amb reforç d'acer: aro anti dilatació d'acer al Ni, o xapes reguladores en les faldilles.

Avaries: Nom: Desgast del cap i faldilla. Causes: Fregament amb el cilindre o problemes de lubrificació. Comprovacions: Posar una galga entre el cap del pistó i al part superior del cilindre; calcular el diàmetre de la faldilla amb un pàlmer. Valors de referència: La separació màxima entre el cap i la faldilla és d'entre 0,03 i 0,05 mm. El desgast màxim de la faldilla és 0,04mm. Nom: Desgast del forat del bolo. Causes: Fregament i problemes de lubrificació. Nom: Esquerdes ratllades. Causes: Partícules de brutícia han entrat i han ratllat el pistó. Comprovacions: Visual. Valors de referència: Reparació: Si és prou profunda canviar el pistó. Nom: perforació del cap del pistó. Causes: Sobreescalfament del pistó. Comprovacions: Visual. 10

Valors de referència: Reparació: canviar pistó. Precaucions del muntatge: Utilitzar l'útil corresponent per col·locar el pistó dins la camisa. I tenir en compte que ha d'anar muntat en la mateixa posició en que l'hem tret, per això és bo marcar els pistons abans de desmuntar−los. Nom: Aros o segments. Materials: Acer. Procés de fabricació: Fosa amb tractaments de fosfatació o cromat. Tipus i característiques: Els aros han de tenir resistència al fregament, transmetre el calor, suportar pressió i temperatura i ser una mica elàstics. Segons on van situats els diferenciem en: • Foc i rascador: Son els dos de dalt de tot, també els anomenem de compressió. S'encarreguen de tancar hermèticament i transmetre el calor. • Lubrificació: L'últim serveix per eliminar l'excés d'oli que queda a les parets del cilindre. També els podem diferenciar segons la secció del segment: Rectangular, cònic, trapezoïdal, ungla, L, rascador i rascador amb molla. I per últim els podem diferenciar per la posició dels extrems: rectes inclinats i superposats. Avaries: Nom: Desgast. Causa: Fregament. Comprovacions: Per comprovar el diàmetre col·locar el segment dins el cilindre i mesurar amb una galga la separació entre els extrems. El gruix el podem comprovar amb un pàlmer i per comprovar el joc segment−ranura situem el segment dins la ranura i comprovem la separació amb una galga. Valors de referència: Reparació: Substituir aro. Nom: Trencats, gripats. Causa: Excés de calor per fregament. 11

Comprovacions: Visual. Valors de referència: Reparació: Substituir aro. Precaucions i muntatge: Per muntar els aros ho hem de fer amb l'útil corresponent i col·locant−los cada un en la ranura d'on l'hem tret.

Nom: Biela Materials: Acer al carbó + Ni, Cr... Procés de fabricació: Estampació en calent + mecanització i tractaments tèrmics. Tipus i característiques: Totes les bieles d'un motor tenen que tenir igual longitud que varia en funció de la cursa. El eixos del cap i l peu son paral·lels. · Bieles per motors en V: En els motors en V en un mateix coll de cigonyal s'acoblen les dos bieles dels cilindres oposats que poden ser: • Conjugades: els caps estan muntats un al costat de l'altre. • Aforquillades: una biela te dos caps en forma de forquilla, l'altra es munta en el seu interior. Avaries: Nom: Desalineació entre els eixos del cap i els peus. Causes: Esforços i temperatura. Comprovacions: Comprovar l'alineació amb un útil o superfície plana. Valors de referència: Reparació: Substituir.

12

Nom: Doblegament del cos. Causes: Esforços i temperatura. Entrada d'un líquid no compressible al cilindre. Comprovacions: Comprovar amb l'útil o una superfície plana. Valors de referència: Reparació: Substituir. Nom: Desgast de l'interior del cap o peu. Causes: Mala lubrificació, esforços. Comprovacions: Comprovar visualment o messurar amb un alexòmetre. Valors de referència: Reparació: Substituir.

13

14

Precaucions i muntatge: S'han de collar les bieles en la mateixa posició en la que estaven i al parell que indica e fabricant. Nom: Culata. Materials: Aliatges d'alumini o fosa d'acer. Procés de fabricació: Fosa + mecanització. Tipus i característiques: Les culates han de ser resistents a la pressió, tenir bona conductivitat tèrmica, resistència a la corrosió i un coeficient de dilatació similar al del bloc. Podem classificar les culates segons la seva cambra de combustió: • Cilíndrica: La cambra de combustió és a la culata en forma cilíndrica. • Semiesfèrica: La cambra de combustió és a la culata en forma de mitja esfera. • Falca: La cambra de combustió és a la culata. La secció te forma de triangle escalè. • Banyera: La cambra de combustió és a la culata. • Heron: La cambra de combustió és al cilindre. • Allargada: Té la cambra de combustió a la culata. La vàlvula puja en vertical de baix cap amunt.

15

· Culates monocilíndriques: Alguns motors de gas−oil de gran cilindrada disposen de culates partides per a un o dos cilindres. Avaries: Nom: Planitud de les superfícies de suport amb el bloc i amb els col·lectors: Causes: Temperatura. Comprovacions: Comprovar la planitud amb una regla i una galga. Valors de referència: La deformació màxima admissible és de 0,05 mm. Reparació: Rectificar culata. Nom: Esquerdes en la culata. Causes: Deformacions i fatiga. Comprovacions: Visual, perquè hi ha fuites d'oli aigua o compressió o amb un sistema d'ultrasons. Valors de referència: Reparació: Substitució. Nom: Estanquietat en les cambres d'aigua. 16

Causes: Desgast i corrosió. Comprovacions: submergir la culata en aigua calenta i fer entrar aire a pressió per el circuit d'aigua. Valors de referència: Reparació: Substitució de la culata. Nom: Estanquietat en les cambres de combustió. Causes: deformacions i fatiga. Comprovacions: Tapar la cambra per la superfície de suport del bloc i fer entrar aire a pressió. Valors de referència: Reparació: Rectificar o canviar vàlvules i seients.

Precaucions i muntatge: Hem de collar la culata al parell indicat per el fabricant, que varia entre 10 i 15 N. Nom: Arbre de lleves.

17

Materials: Acer al carbó + algun aliatge per millorar les propietats. Procés de fabricació: Per fossa, premsa o a peces. Qualsevol d'aquests sistemes requereix d'una mecanització posterior i tractaments superficials. Tipus i característiques: Les lleves dels arbres poden ser tangencials o ovals i simètriques o asimètriques. La forma de les lleves és important perquè determina el temps i la forma en que s'obren els vàlvules.

Avaries: Nom: Desgast dels suports. Causes: Fregament. Comprovació: Mesurar amb un pàlmer. Valors de referència: Reparació: Rectificar.

18

Nom: Desgast de les lleves. Causes: Fregament. Comprovació: Mesurar l'alçat de la lleva amb un pàlmer. Valors de referència: Reparació: Substituir. Nom: Doblegament de l'arbre. Causes: Temperatura. Comprovació: Mesurar amb un rellotge comparador. Valors de referència: Reparació: adreçar o substituir.

19

Precaucions i muntatge: Collar al parell indicat pel fabricant. Nom: Vàlvules, guies i seients de vàlvules. Materials: 20

Admissió: Acer ,crom i silici. Escapament: − Cos: acer, crom, silici. − Cap: Acer, crom i manganès. Procés de fabricació: És fabriquen per estampació en fred. En les vàlvules d'escapament les peces es solden per fricció.

21

22

Tipus i característiques: Podem distingir les vàlvules entre les d'admissió i les d'escapament que, com ja hem dit avans, estan fabricades de diferents materials ja que les vàlvules d'escapament tenen que suportar temperatures més altes que les d'admissió. Les vàlvules de sodi son un tipus de vàlvules que contenen sodi en el seu interior, quan la vàlvula absorbeix molta temperatura el sodi passa d'estat sòlid a líquid i absorbeix la temperatura de la vàlvula. Evitant així que aquesta agafi més temperatura. Avaries: Nom: Desgast en el seient cònic o en el cap de la vàlvula. Causes: Moviment cops i corrosió. Comprovació: Visual o comprovant l'estanquietat en la cambra de combustió. Valors de referència: Reparacions: Esmerilat. Rectificat del seient amb freses i la vàlvula amb mola Nom: Desgast en el cos o la guia de vàlvules. Causes: Moviment o falta de lubrificació. Comprovacions: Comprovar el diàmetre amb un pàlmer i comprovar el joc entre la guia de la vàlvula i el cos de la vàlvula. Valors de referència: El joc entre la guia i la vàlvula màxim admissible és de 0,15mm. Reparacions: Substituir guies i vàlvules o rectificar i encamisar la guia i substituir la vàlvula. Nom: Corrosió en la vàlvula d'escapament. Causa: Els gasos de combustió. Comprovació: Visual o comprovant el joc entre la guia de la vàlvula i el cos de la vàlvula. Valors de referència: El joc entre la guia i la vàlvula màxim admissible és de 0,15 mm. Reparació: Substituir guies i vàlvules o rectificar i encamisar la guia i substituir la vàlvula. Nom: Cremades o esquerdades. Causes: temperatura i defectes de material. Comprovació: Visual. Valors de referència: Reparació: Substituir. 23

Nom: Doblegament del cos. Causes: Enganxades i temperatura. Comprovació: Visual o comprovar el descentrat amb un gra d'ordi i un rellotge comparador. Valors de referència: Reparació: Substituir. Nom: Retenidors d'oli. Materials: Anima d'acer en forma de L, llavi de goma i molla d'acer. Procés de fabricació: Per fabricar els retenidors és fan servir uns motlles on s'introdueix el plàstic tractat i posteriorment es poleix. Tipus i característiques: Els retenidors d'oli es diferencien per el diàmetre exterior, diàmetre interior, amplada i rpm màximes que són capaços d'assimilar. Avaries: Nom: Pèrdua d'elasticitat i duresa. Causes: Temperatura. Comprovacions: Es comprova la duresa amb el tacte. Valors de referència: Un retenidor en òptimes condicions. Reparació: Canviar−lo Precaucions de muntatge: Cal centrar−lo amb els útils corresponents i untar el llavi amb oli.

24

Nom: Junta de culata. Materials: Segons els tipus de culata: • Metalicoplàstica (actualment prohibida): Metall + amiant + metall (coure, bronze). • Glasmide: Anima de metall recoberta de material elàstic antiadherent i els forats dels cilindres recoberts de metall. • Metaloflex: totalment metàl·lica i molt prima. Te una gran resistència mecànica, tèrmica tx: totalment metal·lica i molt prima. Te una gran resistl.(coure, bronze).ir la valvula. absorveix molta temperatura i química. Procés de fabricació: Mecanització de l'acer, unió a la fibra que l'envolta i aplicació d'un cordó de silicona per obtenir un major tancament. Tipus i característiques: Com ja hem esmentat anteriorment metalicoplàstica, glasmide, metaloflex.

25

26

Avaries: Nom: Junta cremada. Diagnòstic previ: El motor crema oli, comunicació entre circuits d'aigua i oli. Causes: Temperatura: Comprovació: Visual. Valor de referència: Junta en òptimes condicions. Reparació: Substitució. Nom: Espàrrecs de culata: Materials: Acer. Procés de fabricació: Fosa + mecanització. Tipus i característiques: Els espàrrecs tenen que suportar forces molt elevades provocades per l'explosió. Els podem dividir segons la forma del cap en: • Hexagonal: exterior o interior. • Torx: exterior o interior. • XZN: cap de dotze cares. Avaries: Nom: Espàrrec trencat o en mal estat. Comprovacions: Visual. Valors de referència: Reparacions: Substituir. Precaucions de muntatge: Cada vegada que descollem la culata hem de substituir els espàrrecs, ja que aquests al collar−se es deformen plàsticament. Hem de collar els esparracs en espiral de dins cap a fora i en dos passades, la primera una mica per sota del parell adequat i la segona al parell adequat. Nom: 27

Boló. Material: Acer + Cr + Ni. Procés de fabricació: Estampació en calent. Tipus i característiques: Podem diferenciar els bolons segons com la seva forma d'enclavament en: • Fixe a la biela i lliure en el pistó. • Fixe en el pistó i lliure en la biela. • Lliure en el pistó i en la biela.

Avaries: Nom: Enclavament del boló amb el pistó. Causes: Temperatura: Comprovació: Visual. Valors de referència: Reparació: Substituir. Precaucions i muntatge: Per muntar el boló dins el pistó s`ha d'escalfar i introduir−lo amb una premsa. Nom: 28

Taqués. Materials: Acer forjat o fosa nodular. Fabricació: Fossa + mecanització. Tipus: Mecànic: Per compensar el joc produït pel desgast s'ha d'anar canviant un gruix que hi ha a sota. Hidràulic: El joc produït pel desgast es regula automàticament per un sistema hidràulic. Avaries: Nom: Desgast. Causes: Fregament. Comprovacions: Mesurar el diàmetre amb un palmer. Valors de referència: Reparació: Substituir. Nom: Pèrdua de pressió. (només en taques hidràulics). Causes: Desgast, vàlvula antiretorn. Comprovacions: Desmuntar i comprovar visualment. Valors de referència: Reparació: Substituir. Precaucions i muntatge: Quan muntem i desmuntem els taques hidràulics hem de seguir una sèrie de precaucions: • Muntar sempre buits d'oli. • Els taques es tenen que desmuntar per buidar. • Els compensadors es buiden comprimint lentament amb el cargol de banc, al final es tenen que poder comprimir amb la ma.

29

Bibliografia. Apunts de classe. Técnicas del automòbil MOTORES (J. M. Alonso. Editorial Thomson Parafino. 10ª edició 2005). http://www.arpem.com/tecnica/culata/culata_p.html http://www.glaser.es/data/environmental_aspects_spa.pdf http://es.wikipedia.org/wiki/Taqu%C3%A9s http://www.psa−peugeot−citroen.com/document/presse_dossier/2022_Soft_ Technologie _span1104937443.pdf http://www.todomotores.cl http://www.km77.com http://members.fortunecity.es/100pies/mecanica/partes1.htm 1

30