MOTORES TEMA 7 CULATA

1         NORMAS GENERALES EN EL DESARROLLO DE LAS PRACTICAS

Antes de comenzar  cualquier intervención sobre el vehículo, es imprescindible consultar e interpretar  la documentación técnica del vehículo para seleccionar los procesos de reparación mas adecuados y conocer las operaciones particulares que sean necesarias, así como los valores de las comprobaciones, ajustes y reglajes.

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 lo útiles y herramientas más adecuadas al trabajo que se va a realizar.

·         Mantener el entorno de trabajo limpio y ordenado.

·         Limpiar y ordenar las piezas a medida que se desmontan y, si es necesario, marcar la posición para facilitar su montaje en el mismo lugar que ocupaba.

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

·         En el montaje, emplear los productos específicos recomendados por el fabricante: sellantes, decapantes, grasas, fijadores para tornillos, etc.

·         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, tales como aceites usados, anticongelantes filtros o baterías inservibles.

2         EXTRACCION DEL GRUPO MOTOPROPULSOR

La disposición ms común actualmente en los vehículos es la de motor delantero transversal y tracción delantera, donde la opción más aconsejable es extraer el grupo motopropulsor o conjunto motor-caja de cambios-diferencial.

2.1   PREPARACION DEL VEHICULO

·         Colocar el vehículo sobre un elevador de brazos o sobre caballetes, localizar previamente los puntos reforzados  revistos para su levantamiento. El vehículo debe tener un apoyo estable y su peso estar centrado sobre el elevador.

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

·         Vaciar el circuito de refrigeración y recoger el anticongelante.

·         Vaciar y recoger el aceite del cambio.

2.2   DESMONTAJE DE LOS ELEMENTOS DE UNION DEL MOTOR CON LA CARROCERIA

Se procederá al desmontaje de los siguientes elementos.

·         Caja de filtro y conductos de aire.

·         Manguitos de refrigeración y calefacción.

·         Conexiones eléctricas y trenza de masa.

·         Elementos de encendido.

·         Conexiones eléctricas del motor de arranque.

·         Cables de aceleración, embrague y velocímetro.

·         Varillaje de la caja de cambios.

·         Unión del tubo de escape.

Es aconsejable que elementos como el compresor del aire acondicionado y la bomba de dirección asistida se retiren del motor y se sujeten provisionalmente en la carrocería para evitar abrir sus circuitos.

2.3   DESMONTAJE DE LA TRANSMISION

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 rótula de dirección y la fijación inferior del amortiguador. Se quita la tuerca de fijación del árbol de transmisión. Se desplaza el conjunto portamangueta hasta extraer el palier,  primero del buje y después del lado del diferencial. Repetir la operación en la otra transmisión.

2.4   EXTRACCION

Tras las operaciones anteriores el grupo motopropulsor ya solamente estará sujeto por los soportes del motor.

Estos soportes del motor van provisto 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 balanceo que se produce en el motor con los cambios de marcha.

A continuación se debe  proceder a sostener el grupo con una grúa aplicando el gancho a los puntos de izado  de que suelen disponer los motores. Después sedesmontaran los soportes  y se liberara el grupo para poder mover el conjunto hasta lograr extraerlo por la parte superior o inferior según aconseje el fabricante.

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 motopropulsor sobre el soporte giratorio,  buscando sobre el motor los puntos de anclaje adecuados que soporte su peso. Una vez instalado en el soporte, se desmontara:

·         El motor de arranque y el alternador.

·         La caja de velocidades y embrague.

·         Los elementos de encendido.

·         Los elementos de la inyección o carburador.

·         Ademas, se deberá vaciar el aceite del motor.

3         DESMONTAJE DE LA CULATA Y SUS COMPONENTES

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

·         Para reparar la culata o alguno de sus componentes, como válvulas, guías, asientos o plano de culata.

·         Por deterioro de la junta de culata.

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

3.1   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 esté fría para evitar deformaciones.

·         Seguir el orden indicado en el manual, tanto para aflojar como para apretar los tornillos de la culata. Si no se conoce el orden, hacerlo en espiral desde los extremos al centro para aflojar y en sentido contrario para apretar.

·         Separa la culata hacia arriba, excepto cuando se trate de un bloque con camisas húmedas; en este caso  se despegará haciéndola girar sobre uno de los tornillos.

·         Nunca se deberán introducir destornilladores u otros objetos entre la culata y el boque para apalancar.

·         Una vez desmontada la culata 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. Las piezas se marcarán en superficies que no estén mecanizadas y nunca se usaran métodos que puedan dañar la pieza, como golpes de granete.

3.2 PROCESO DE DESMONTAJE

A continuación se describe el desmontaje de una culata con distribución OHC (árbol de levas en culata) y transmisión por correa dentada, por ser este un sistema  muy utilizado actualmente.

·         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.

EXTRACCION 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.

·         Para despegar la culata, se golpeara lateralmente con un mazo de plástico. Algunas culatas quedan posicionadas sobre el bloque mediante casquillos centradores, en este caso, se despegaran siempre hacia arriba.

·         En los motores con camisas húmedas se extraerán todos los tornillos menos uno situado en un extremo, después se golpeara en el extremo opuesto interponiendo una cala de madera hasta hacer girar la culata sobre el tornillo. Este sistema evita que las camisas se muevan de su posición al estar pegadas a la culata. Una vez desatornillada la culata, colocar unas bridas para sujetar las camisas.

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

DESARMADO DE LA CULATA

·         Desmonta los colectores de admisión y escape y retirar sus juntas.

·         Para desarmar el eje de balancines, se aflojarán 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 aflojarán los tornillos en el orden que indique el fabricante, evitando que el árbol sufra deformaciones.

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

·         Extraer el árbol de levas.

·         En caso de que el sistema de apertura de válvula se haga a través de empujadores accionados directamente por el árbol de levas, sacar los empujadores de válvulas con una ventosa o alicates especiales y marcar su posición.

·         Desmontar las válvulas. Con el útil desmontaválvulas adecuado, comprimir el muelle, retirar los semiconos y liberar la prisión del muelle. Extraer el platillo superior, el muelle, el platillo inferior y la válvula.

·         Sacar los retenes de aceite de las guías de válvulas con unos útiles adecuados.

·         Marcar y ordenar sobre un soporte los conjuntos de válvula, muelle y empujador para montarlos después en la misma posición.

·         Para limpiar la culata, en primer lugar se empleará un producto disolvente que elimine los restos de grasa. Los depósitos calcáreos de las cámaras de refrigeración se limpiaran aplicando un decapante químico que después se eliminara raspando con una espátula. Los depósitos de carbonilla de las cámaras de combustión se eliminan con un cepillo de púas de metal blando o de fibra, o bien con una escobilla acoplada a una taladradora portátil. Se lavará y secará con aire a presión.

·         No se raspará ni se frotará con productos abrasivos ya que pueden dañar la superficie planificada de la culata.

4 COMPROBACION 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 la culata.

· Comprobar el plano de junta de la culata. Las altas temperaturas que soporta esta pieza puede dar lugar a deformaciones que provocan la pérdida de estanqueidad en la unión de la culata y el bloque. La deformación máxima admitida es de 0,05mm, si se sobrepasa esta medida, es necesario rectificar.

Se verificará con una regla de planitud y un juego de galgas de espesores. Se comprobará de forma longitudinal, transversal y longitudinal. El plano de la culata es correcto cuando en ningún caso se introduce la galga de 0,05mm, 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 0,1mm.

5 RECTIFICADO DE LA CULATA

Este trabajo se realiza en talleres especializados que cuentan con rectificadoras de precisión. La rectificadora para superficies planas consta de una bancada, donde se fija la culata, y de un cabezal, donde se acopla la herramienta. Una vez elegida la profundidad de corte, la herramienta se desplaza sobre la culata con un movimiento de rotación y otro de avance longitudinal.

Las culatas de fierro fundido se rectifican con muelas de abrasivo que están divididas en varios segmentos. Para las culatas de aluminio se usa una herramienta de corte de metal duro.

La cantidad de material a eliminar será la menor posible, nunca se debe sobrepasar la medida máxima permitida.

Existen culatas que, por sus características, no permiten el rectificado. En estos casos suelen admitirse tolerancias de hasta 0,1mm 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 Diesel se suministran con varios espesores mayorizados que suplementan la medida del rectificado.

·         Cuando las válvulas quedan a la altura del plano de 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 Diesel, que llevan insertadas las antecámaras, 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 está 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 0,1mm.

5.2 MEDICION DEL VOLUMEN DE LA CAMARA DE COMBUSTION

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 de 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 (se puede utilizar líquido de frenos) hasta una medida determinada y se vierte el líquido en la cámara través del orificio hasta que no queden burbujas de aire.  Será la diferencia de nivel leída en la probeta antes y después de la operación.

· Tolerancia en el volumen: ±0,6 cm³

Será necesario medir  todas las cámaras y comparar sus volúmenes.

· Diferencia máxima entre cámaras: 1 cm³

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

5.5 CALCULO DEL VOLUMEN DE LA CAMARA DE COMBUSTION

El volumen de la cámara se puede calcular conociendo la relación d compresión y la cilindrada unitaria.