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DESGASTES A CAUSA DEL PAR MOTOR (cont.) La ovalización
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El empuje del pistón es en dirección lateral a causa de la inclinación de la biela abrochada a la muñequilla del cigüeñal, y por eso el desgaste del cilindro será mayor en la dirección transversal al motor que en la longitudinal. La parte anterior y posterior del cilindro también sufre desgaste, pero en menor grado. Por ello, si medimos los dos diámetros superiores longitudinal y transversal, nos podemos encontrar que, debido a ese desgaste, no tienen la misma medida. El cilindro en su parte superior se ha ovalado en mayor o menor medida. Ésa es la ovalización: el aumento del diámetro transversal del cilindro en mayor proporción que el longitudinal. Abundando en el detalle, si miramos el motor de frente, durante el tiempo de explosión el empuje lateral del pistón es hacia la izquierda si éste gira a derechas. En los otros tres tiempos del ciclo este empuje es hacia el lado derecho. Sin embargo, la fuerza de dicho empuje es mucho mayor durante la explosión que durante los otros tiempos. A pesar de ser tres tiempos de empuje a la derecha y uno solo a la izquierda, el desgaste suele ser mayor hacia el lado izquierdo. La ovalización de los cilindros trae como consecuencia la falta de hermeticidad de los segmentos y con ello la pérdida de compresión y de potencia, consumo excesivo de aceite, etc.
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La ovalización se ha de medir mediante relojes centesimales acoplados a un alexómetro o comparador de ejes. Cuando el desgaste va aumentando se puede hacer una primera reparación a base de cambiar los segmentos gastados por unos nuevos especiales con expansores adecuados. Esta solución solamente debe hacerse cuando el grado de ovalización no sea superior a una décima de milímetro. La reparación no será muy duradera por lo general, pero permite salir del elevado coste que supone una rectificación a fondo del motor mientras uno se lo piensa... y ahorra para ello.
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El empuje lateral de la explosión sobre el pistón será tanto menor cuanto mayor sea la longitud de la biela. El inconveniente reside en que construir motores con las bielas largas supone un aumento de la altura del motor, y con ello el peso y el volumen. La longitud de la biela suele ser de tres a cinco veces superior al radio de la manivela del cigüeñal. La biela corta reduce el tamaño del motor, pero aumenta el empuje lateral sobre el cilindro.
Un procedimiento empleado en algunos motores modernos para reducir el empuje lateral, aún con bielas cortas, ha dado lugar a los motores descentrados. Éstos se construyen de tal manera que el eje vertical del cilindro resulte un poco desplazado, precisamente a la derecha visto el motor de frente, con respecto al eje vertical que pasa por el centro de giro del motor. De esta forma se consigue que la inclinación de la biela durante las carreras descendentes del pistón sea menor, y por lo tanto el empuje lateral de pistón durante las explosiones será también menor. En cambio, en las carreras ascendentes (compresión y escape) la inclinación ha de ser, naturalmente, mayor, pero de menor valor Sin embargo, en el tiempo de compresión el empuje lateral puede ser excesivo si el desplazamiento de los cilindros a la derecha fuera demasiado grande.
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CONICIDAD
El empuje del pistón sobre la pared del cilindro no es uniforme durante su carrera descendente. En los primeros momentos de la explosión la fuerza aplicada al pistón es muy grande, y cuando el giro del cigüeñal se aproxima a los 90 grados desde el PMS, la inclinación de la biela es máxima, y por lo tanto también lo será el empuje lateral. A partir de ahí, por disminuir la fuerza explosiva de los gases y reducirse la inclinación de la biela, el empuje lateral del pistón sobre la pared del cilindro va perdiendo fuerza.
En el funcionamiento del motor también sucede que el paso del aceite de engrase entre cilindro y segmentos es más difícil en las partes altas del cilindro, debido a que tiene que ascender más, a que el empuje de los segmentos contra el cilindro es mayor y a que la presión de los gases en las carreras de compresión y explosión es también más elevada, dificultando con ello el paso del aceite.
Por todo ello, el desgaste del cilindro es mayor en las partes altas que en las bajas, y ello da lugar a la conicidad de los cilindros, que no es otra cosa que la diferencia de diámetros transversales entre las paredes alta y baja del cilindro. Puede medirse con los mismos aparatos y de la misma forma que para la ovalización. Cuando el desgaste no es muy grande, por ejemplo unas pocas centésimas de milímetro, puede corregirse el defecto con la colocación de segmentos y expansores especiales. Si se aproxima o sobrepasa 1 décima de milímetro, deben rectificarse todos los cilindros.
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En la parte superior del cilindro el pistón no roza directamente contra su pared, sino que lo hace a través de sus segmentos, más con el de fuego que con el de engrase. Estos segmentos, al no estar colocados al nivel de la superficie superior del pistón, sino a unos milímetros por debajo de ella, da lugar a que exista una pequeña franja anular superior no sometida a rozamiento alguno, por lo que no estará afectada por los desgastes propios de la ovalización y conicidad, formándose un escalón. Cuando el motor está muy desgastado es posible apreciarlo a simple vista, o pasando un dedo por él si el desgaste es menor.
Esta ausencia de desgaste en el PMS del cilindro nos puede servir para comprobar su diámetro original, si nunca se ha rectificado, o el diámetro de la última rectificación, con lo cual nos puede dar una pista para saber cuantas veces se ha rectificado el motor, y como consecuencia de ello, la vejez aproximada del motor.
Este escalón superior será más acusado en la parte lateral izquierda de los cilindros (si el motor gira a derechas). En los motores descentrados estará más igualado a ambos lados o incluso puede ser mayor en el lado derecho debido a la fuerte inclinación de las bielas y empujes laterales durante la compresión.
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