Cojinetes De Motor - Copia.docx

1- ¿QUÉ SON LOS METALES? Son unos trozos de material específico, con forma de medialuna que se coloca en los puntos de apoyos de las partes que friccionan. O sea: sería una especie de buje, pero se componen de dos medialunas que forman un círculo y aíslan las partes, al tiempo de permitir un mejor funcionamiento.

¿Dónde van los metales? En general los encontramos en los puntos de apoyo de la bancada, las bielas, el árbol de levas y el cigüeñal. Los metales de la bancada Es el lugar donde apoya el cigüeñal. En la imagen de la izquierda vemos los orificios circulares donde apoya y gira el cigüeñal. En la imagen de la derecha vemos la bancada “desnuda” donde va una de las medialunas.

Los metales de las bielas Son los “brazos” que trabajan sobre el cigüeñal y el pistón. A la izquierda, una biela; en el agujero grande van alojados los metales.

Vemos en la imagen el conjunto de cigüeñal, bielas y pistón.

Los metales del árbol de levas El árbol de levas es el responsable del funcionamiento de las válvulas. Gira sobre unos soportes y estos soportes son los que llevan, en la zona de fricción los metales.

Los metales axiales del cigüeñal Son los llamados axiales. Le dan la luz al movimiento lineal del cigüeñal para armonizar el movimiento de embrague. Para que al embragar el cigüeñal no avance ni retroceda.

2- TIPOS DE METALES DE COJINETES. ¿De que material están construidos los metales? BIMETALICOS: usan mezclas de capas de aluminio sobrepuestas sobre acero. Los cojinetes con esta formulación son usados en una gama extensa de motores.

Son recomendados para utilizarlos en motores con carga de trabajo mediana, ofreciendo larga duración. Se identifican por las letras (RA ó A) BIMETALICOS SUPERIOR: Las aleaciones de capas de aluminio incluyen silicón, lo que les permite soportar mayores cargas, ofrecer mayor resistencia al desgaste y evitar las fracturas en la superficie de fricción. Estos cojinetes pueden ser instalados en motores de uso normal, pero son especialmente recomendados para motores que trabajan bajo condiciones severas y de mayor esfuerzo. Se pueden identificar por las letras (AP ó P) TRIMETALICOS: son de aleaciones de tres metales, el cobre, el plomo y el acero. Son altamente resistentes a la fatiga pero menos resistentes a los daños producidos por efectos de la corrosión. Estos cojinetes son usados en motores de trabajo pesado y se identifican mediante las letras (CP ó P) y para los motores de alto desempeño con las letras (CH). 3- REQUISITOS PARA LOS METALES DE COJINETES. CARACTERÍSTICAS DE UN BUEN COJINETE. El revestimiento antifricción, del cojinete, debe tener las siguientes características: 1. – Adaptabilidad: ajustándose en todo momento a la superficie del eje que gira en el cojinete. 2. – permitir que se incrusten en él, las pequeñas partículas de suciedad evitando así que puedan rayar el eje. 3. – No adherirse a la superficie del eje presentando siempre una superficie perfectamente lisa, ya que es imposible evitar que el metal se ponga en contacto con el metal del eje durante el arranque del motor ó cuando se adelgaza la película de aceite durante el funcionamiento del motor. 4. – Ser resistente a la corrosión por sustancias químicas. 5. – Tener una alta Resistencia térmica, lo cual significa que debe ser capaz de soportar toda la carga a pesar de trabajar a temperaturas muy altas. Otras características que también, debe tener en cuenta son: el coeficiente de desgaste, su costo, su conductividad térmica y su adherencia sobre el material de soporte. 4-LUBRICACIÓN DE LOS COJINETES. LUBRICACION DEL MOTOR. La misión del aceite en el motor no consiste únicamente en disminuir la fricción y el desgaste, sino también en lubricar los pistones, cojinetes y demás partes móviles. Contribuye asimismo a evitar fugas de gases a presión elevada; elimina el calor de zonas calientes

y lo transmite al aire a través del cárter; reduce la corrosión y absorbe algunos productos nocivos de la combustión.

La función principal de un lubricante es evitar el rozamiento entre superficies metálicas en movimiento. Al lubricar un motor sus piezas quedan protegidas por una película de aceite y se deslizan suavemente. Además: - El roce disminuye, se necesita menos fuerza para mover las piezas - Las piezas están protegidas, se desgastan menos - Las superficies en movimiento se deslizan suavemente, hay menor riesgo de sobrecalentamiento - Las piezas metálicas que están bien lubricadas hacen menos ruido al deslizarse o chocar entre ellas - Las superficies están aceitadas, al entrar en movimiento resbalan y no tiritan - Facilita el arranque en frío y - Mantiene el motor limpio El aceite se encuentra en el cárter, que es la parte más baja del motor. Una bomba lo hace ascender y atravesar un filtro hasta llegar a los cojinetes bancada del cigüeñal. En condiciones normales, la bomba impulsa varios litros de aceite por minuto, a una presión controlada por la válvula de regulación. Desde los cojinetes de bancada, el aceite llega hasta los cojinetes de biela a través de unos conductos practicados en el cigüeñal y de unas ranuras que poseen los cojinetes de bancada. En algunos motores, el aceite llega hasta los bulones a través de unos conductos practicados en las bielas. Las paredes de los cilindros y los cojinetes de los bulones de pistón se lubrican con al aceite que se

escapa por los extremos de los cojinetes y se dispersa por la acción giratoria del cigüeñal. El exceso de aceite es retirado del cilindro por el segmento rascador, que lo devuelve al cárter. Otros taladros del conducto principal suministran aceite lubricante a cada uno de los soportes del árbol de levas. Los motores de válvulas en cabeza disponen de otro conducto de engrase que suministra aceite al eje de balancines. El aceite, después de lubricar balancines y eje, retorna al cárter por gravedad a través de unos pasos existentes en la culata. Otro conducto suministra aceite a la transmisión del árbol de levas, por cadena o por piñones y al tensor de la mencionada cadena. GRADO SAE La viscosidad del aceite se identifica por su grado SAE, que adopta el nombre de la Sociedad Americana de Ingenieros de Automoción, que definió por primera vez estos números indicadores de la viscosidad. La clasificación SAE se basa en la consideración de las características geológicas de los lubricantes; básicamente su viscosidad en función de la temperatura. - Cpoises: unidad de medida de la viscosidad - CSt o centistokes: unidad de medida de la viscosidad en pruebas de laboratorio - °C o grados centígrados: unidad de medida de la temperatura - W: letra indicativa de su utilización para temperatura ambiente inferior a 0°C Abreviatura de ¨winter¨ (invierno en inglés). Estos números no especifican más características que la viscosidad; cuanto menor sea el número SAE, más fluido será el aceite. El aceite multigrado es un lubricante tiene un índice de viscosidad elevado, es decir, que su viscosidad se altera poco por acción de la temperatura. La ventaja principal del aceite multigrado es que facilita el arranque en invierno. Que pasa cuando se van gastando las partes del motor El desgaste de las partes provoca un cambio de medidas sobre las originales. Por ello, los metales, vienen en distinto espesor. Esto es para compensar la medida de desgaste. Síntomas que tenemos problemas con los metales Cada vez que se arranca un motor, éste confía en la película de aceite que ha quedado en los cojinetes por el uso reciente, hasta que el sistema de aceite empieza a generar la presión apropiada”, pero es el momento que más sufre el motor. Las principales causas de desgaste interno del motor incluye la falla al especificar e instalar componentes internos de alta calidad, que cumplan con las demandas para la aplicación del vehículo, la presencia de escombros dentro del motor, contaminación con combustible y no

cambiar el aceite cuando indica el manual y/o filtro recomendados. “Los residuos actúan como un agente abrasivo que ataca componentes clave como los cojinetes, pistones, anillos y el cigüeñal”. Además, no podemos dejar de mencionar que a cierta cantidad de kilómetros se produce un desgaste normal, agravado por un deficiente armado del motor o fallas de origen. Perdida de presión de aceite importante Al arrancar el motor, la presión de aceite sube un poco. Cuando calienta un mínimo baja la presión. Consumo excesivo de aceite Generalmente, el primer indicio de que un motor se está debilitando es cuando el consumo de aceite aumenta. La última banca del cigüeñal, al haber un exceso de aceite puede dañar el retén y por ahí pierde. Al pisar el embrague se siente un pequeño desliz seco hacia adelante Evidencia un desgaste de los metales axiales Ruidos Las bielas, en su funcionamiento tienden a ovalizar su interior por la pérdida gradual de material del cojinete. Esto provoca un golpeteo que se escucha fácilmente. El del árbol de levas no se escucha tanto pero produce una gran pérdida de presión. El de bancada, con el motor en frío, al arrancar se escucha un golpeteo: tactactactatactac, que va desapareciendo al entrar el aceite en el cojinete. Pero sigue haciendo ruidos y en una aceleración importante se escucha con mayor nitidez. Si tomamos en cuenta que los metales (o cojinetes) trabajan sobre zonas que giran continuamente, el desgaste de los metales provoca que dichos giros no sean correctos sino que, de alguna manera” desboquen” el eje de su precisión. Por ende, se van creando espacios que traen aparejados los ruidos, perdida de presión de aceite. 5- HOLGURA DE LOS COJINETES. Se denomina holgura a la diferencia que existe entre las dimensiones de dos piezas en el lugar donde se acoplan. Por ejemplo un cojinete en su soporte, una polea en su eje, etc. Según sea el tipo de acoplamiento que se produzca la holgura puede ser holgada, ajustada de deslizamiento suave o forzado. La holgura está regulada por las tolerancias máximas y mínimas que se establecen en las dimensiones de las piezas que se acoplan para mantener la intercambiabilidad de las mismas. Los metales o cojinetes son elementos que se instalan entre bancadas y bielas del cigüeñal, estos elementos deben tener una holgura conveniente para permitir una suave rotación del eje y permitir a su vez que circule una pequeña película de aceite.

Si el juego es muy grande, se producen golpes, se pierde presión de lubricación y además el aceite llega a las cámaras de combustión donde se va a quemar. Cuando los metales o cojinetes del eje cigüeñal se desgastan, se produce fuga de aceite, con lo que baja la presión de lubricación del motor, disminuyendo la cantidad de aceite que llega a las partes superiores del motor, como balancines, eje de balancines y válvulas. Puede también producirse curvatura del eje de levas cuando éste va en la cabeza (culata). Al instalar los metales se debe respetar la tolerancia que especifica el fabricante, que generalmente tiene un valor de 0.0015” = 0.04 mm. Existe un método para comprobar la tolerancia o “luz de aceite”, esto se hace utilizando un hilo plástico llamado plastigage. Modo de uso del plastigage: Se corta un trozo de hilo plastigage y se coloca en el muñón o descanso del cigüeñal, previamente limpio y sin aceite, se instala la tapa y se aprieta a la torsión especificada. Esto aplasta al plastigage, luego se retira la tapa teniendo cuidado de que no se gira el eje. Se compara el ancho del plastigage con la escala graduada que trae el envase o se mide el espesor con un micrómetro, ese valor será la holgura o luz de aceite que existe entre metal y cigüeñal. Mientras más ancha es la huincha, menor es la luz de aceite y en caso contrario mayor será la luz de aceite. El plastigage viene en sobre sellado. Se fabrica para tres escalas diferentes, cada una con un color distinto de acuerdo a lo siguiente: 

Color verde

= 0.001” a 0.003”



Color rojo

= 0.002” a 0.006”



Color azul

= 0.004” a 1.009”

El color azul está ideado para cigüeñales grandes. Para automóviles, la escala roja suele usarse para metales gastados, pero si se instalan metales nuevos por debajo del tamaño normal, llega a ser necesario usar la escala verde para determinar sí el nuevo metal está o no muy apretado. Se debe tener presente que la escala verde mide hasta un mínimo de huelgo de 0.001”, mientras que el mínimo de la escala de la escala roja es de 0.002”. Un muñón de biela se gasta más verticalmente que horizontalmente. Por lo tanto, si el plastigage se coloca en el centro del metal con el muñón en el centro inferior muerto, se registrará un huelgo máximo. Así mismo, el mínimo de huelgo se encuentra a 90° de este punto. El mejor resultado se obtiene si el huelgo del metal se mide en el punto intermedio. El muñón de biela se pone a 30° del centro inferior muerto y el calibrador plástico se coloca a un cuarto de pulgada del eje vertical.

Para decidir si se debe instalarse metal de tamaño normal o 0.001” ó 0.002” por debajo, compare el huelgo indicado por el calibrador plástico aplanado con el huelgo especificado. Por ejemplo, supongamos que este huelgo es de 0.0005” a 0.0025”. Si la indicación del calibrador plástico es de 0.0035” más o menos, probar con cojinetes de 0.002” por debajo de la medida normal, lo cual reducirá el huelgo a 0.0015”. Si el huelgo es de 0.0025” a 0.0030”, pruebe con un cojinete de 0.001” por debajo, si lo tiene disponible. Si se instala un cojinete con una medida por debajo de lo normal, asegurarse de que tiene un juego libre en su muñón. De lo contrario quiere decir que el cojinete es demasiado pequeño. Entre los metales y el muñón del cigüeñal deberá dejarse un pequeño juego o espacio libre para el aceite de lubricación que se puede controlar con plastigage. Tolerancias de montajes: Los espacios libres para la lubricación de los metales de biela de 2” a 3.5” de diámetro varían entre 0.0015” a 0.0025”. Para los cojinetes de bancadas de 2” a 2.7” de diámetro del eje varía entre 0.001” a 0.0025” y para ejes de 2.8” a 3.5” los espacios libres varían entre 0.002” a 0.0035”. Los metales deben entrar apretados en los alojamientos de la biela y en la tapa, debiendo sobresalir en 0.002” a fin de que queden suficientemente apretados. Tienen también lengüetas ubicadores para impedir que giren o se corran lateralmente. Cuando los cojinetes tienen desgaste, se producen golpes de biela que deben ser corregidos de inmediato. Primeramente deberá controlarse el estado del muñón del cigüeñal. Si existen ralladuras o desgastes habrá que rectificarlos a un diámetro menor, usando metales nuevos de sobre medida. Si el cigüeñal se ha rectificado a menos 0.010”, habrá que emplear metales de paredes más gruesas, con diámetro interior de 0.010” menos que los originales.