1 informe motores de combustion interna
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Artículo Científico / Scientific Paper
1
METROLOGIA Y RECONOCIMIENTO DE PARTES DE UN
MOTOR
Henry Israel Satama Ramirez1
Resumen Abstract
El siguiente artículo que se presentara a
continuación tratara sobre lo que es un motor y sus
partes elementales, de esta manera el estudiante de
Mecánica Automotriz tendrá un conocimiento
básico del mismo a más de saber sobre su
funcionamiento.
Se incluirán fotos sobre los elementos del motor los
cuales ayudara a identificarlos de una manera
adecuada evitando de esta manera la confusión al
momento de realizar la práctica en los laboratorios
que posteriormente se detallara.
También se le otorgara un rápido pero preciso
estudio sobre lo que es la metrología: cuales son los
instrumentos de medición comúnmente utilizados
además del adecuado manejo de los mismos.
Al mismo tiempo se presentara un informe
detallado sobre la práctica realizada en los talleres
de Mecánica Automotriz de la Universidad
Politécnica Salesiana en lo que refiere a medición y
comprobación de medidas, desarrolladas por el
estudiante para así afianzar más los conocimientos
en lo que respecta al manejo de herramientas de
medición y conocimientos de elementos del motor.
Palabras Clave: Alexometro, Calibrador,
Metrología, Micrómetro, Motor.
The next article to be presented then were about what
is an engine and its elemental parts, in this way
student auto mechanics will have a basic knowledge
of it to more than know about its operation.
Photos on the engine components which will help
identify them appropriately, thus avoiding confusion
at the time of the internship in laboratories that are
subsequently detailed will include.
Also made you a quick but accurate study on what is
Metrology: which are the instruments of
measurement commonly used in addition to the
proper management of the same.
At the same time will submit a detailed report on the
practice carried out in the workshops of automotive
mechanical of the Salesiana Polytechnic University
in regards to measurement and verification of
measures, developed by the student, to thus
strengthen further knowledge in regards to the
handling of measurement tools and knowledge of
engine components
Keywords: Alexometro, Caliper, Micrometer,
Metrology, Motor.
1Estudiante de Ingeniería Mecánica Automotriz – Universidad Politécnica Salesiana Forma sugerida de citación: Satama, H. “Metrología y reconocimientos de parte de un motor”. - UPS. Autor para correspondencia: [email protected]
Artículo Científico / Scientific Paper
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1. Introducción En la actualidad el desarrollo de la industria
automotriz avanza a gran velocidad y en lo que
respecta a la fabricación de piezas mecánicas sean
grandes o pequeñas cada fabricante es muy
cuidadoso en su diseño.
Los componentes que constituyen la anatomía
vehicular están diseñados de tal manera que
trabajen de forma conjunta con otros elementos y
así permitan el movimiento del automotor.
La ciencia que se encarga de estudiar medidas, es
la metrología y gracias a ella nos permitirá que
cada elemento automotriz esté totalmente
regulados.
El motor es considerado como el corazón del
vehículo y es aquí donde la metrología es aplicada
de forma más meticulosa, un motor fabricado con
medidas muy reguladas y precisas ayudara a que
el producto final cuando se ponga en
funcionamiento permita que el vehículo pueda
moverse sin que haya pérdidas de energía.
2. MATERIALES Y MÉTODOS Para la realización de este articulo e informe
utilizamos los siguientes materiales:
Juego básico de herramientas de mano
(llaves, destornilladores, dados, etc.)
Calibrador, Micrómetro o palmer,
Micrómetro para interiores y Reloj
Comparador
Franela.
Overol.
Motores proporcionados por la institución.
Guía proporcionada por el docente.
Además de los materiales físicos que se usaron
para el desarrollo de este articulo e informe se
realizó una previa investigación bibliográfica y de
campo ya que esto ayudara a afianzar más los
conocimientos en el campo automotriz.
3. METROLOGIA La metrología es la ciencia que se ocupa de las
mediciones, unidades de medida y de los equipos
utilizados para efectuarlas, así como de su
verificación y calibración periódica.
Todas las empresas, sean grandes, medianas o
pequeñas, tienen “necesidades metrológicas”,
empresarios y consumidores necesitan saber con
precisión el contenido exacto de un producto.
Por eso las empresas deben contar con buenos
instrumentos para obtener medidas confiables y
garantizar buenos resultados. [1]
3.1 Aplicaciones De La Metrología Su aplicación abarca campos tan diversos como:
La Ciencia
La Medicina
La Industria Farmacéutica
La Industria Automotriz
La Construcción
La Metalurgia
La Minería
La Actividad Pesquera Y Alimenticia
Entre Muchos Otros.
3.2 Instrumentos De Medición En el campo automotriz así como en otras
industrias los instrumentos más comunes para
tomar medidas son:
Calibrador
Micrómetro o palmer
Micrómetro para interiores
Reloj Comparador.
3.3 Calibrador Es un instrumento para medir dimensiones de
objetos relativamente pequeños, desde centímetros
hasta fracciones de milímetros (1/10 de milímetro,
1/20 de milímetro, 1/50 de milímetro).
En la escala de las pulgadas tiene divisiones
equivalentes a1/16 de pulgada, y, en su nonio, de
1/128 de pulgadas. [1]
3.3.1 Componentes De Un Calibrador
Apellido Autor et al / Titulo del Articulo
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Figura 1. Componentes De Un Calibrador. [1]
1. Mordazas para medidas externas. [1]
2. Mordazas para medidas internas. [1]
3. Coliza para medida de profundidades.
4. Escala con divisiones en centímetros y
milímetros. [1]
5. Escala con divisiones en pulgadas y
fracciones de pulgada. [1]
6. Nonio para la lectura de las fracciones de
milímetros en que esté dividido. [1]
7. Nonio para la lectura de las fracciones de
pulgada en que esté dividido. [1]
8. Botón de deslizamiento y freno. [1]
3.3.2 Modo De Uso
. Figura 2. Uso del Calibrador. [1]
La imagen expuesta a continuación nos ayudará
a aprender a medir.
El 0 de la regla móvil o reglilla nos indica el
número de milímetros enteros, como está entre 4
y 5 será una medida de 4 milímetros y pico,
ahora nos fijamos en la siguiente raya de la regla
móvil que coincida exactamente con alguna de la
regla fija superior, en este caso la número 5; por
tanto, la medida será 4,5 milímetros.
3.3 Micrómetro O Palmer
Este instrumento que sirve para tomar medidas
con precisión, cuenta con 2 puntas que se
aproximan entre sí mediante un tornillo de rosca
fina, el cual tiene grabado en su contorno una
escala.
El micrómetro tiene una escala longitudinal, que
en su parte superior presenta las divisiones de
milímetros enteros y en la inferior las de los
medios milímetros, cuando el tambor gira dejan
ver estas divisiones. [2]
Figura 2. Micrómetro Y Sus Partes. [2]
1. Cuerpo: constituye el armazón del
micrómetro; suele tener unas plaquitas de
aislante térmico para evitar la variación de
medida por dilatación. [2]
2. Tope: determina el punto cero de la medida;
suele ser de algún material duro (como "metal
duro") para evitar el desgaste así como
optimizar la medida. [2]
3. Espiga: elemento móvil que determina la
lectura del micrómetro; la punta suele también
tener la superficie en metal duro para evitar
desgaste. [2]
4. Palanca de fijación: que permite bloquear el
desplazamiento de la espiga. [2]
5. Trinquete: limita la fuerza ejercida al
realizar la medición. [2]
6. Tambor móvil, solidario a la espiga, en la
que está grabada la escala móvil de 50
divisiones. [2]
7. Tambor fijo: solidario al cuerpo, donde está
grabada la escala fija de 0 a 25 mm. [2]
3.4 Micrómetro Para Interiores El tornillo micrométrico actúa directamente sobre
uno de los dos palpadores de contacto, siendo el
4
otro fijo, aunque regulable. Existe un juego de
varillas de prolongación en diferentes medidas
nominales, provista cada una de su
correspondiente palpador de contacto esférico.
Suele llevar también un dispositivo de bloqueo,
para fijar la medida antes de sacar el instrumento
de la pieza. [3]
Figura 3. Micrómetro De Interiores. [3]
El manejo y funcionamiento es todo similar al
del micrómetro de exteriores, y permite obtener
distancias entre caras opuestas de planos
paralelos, así como diámetros de orificios.
Normas básicas para el manejo del micrómetro:
• Se debe seleccionar el micrómetro adecuado
según el tamaño de la pieza que desee medir.
Para ello se debe tener en cuenta que el tamaño
del cuerpo varía según su capacidad de medida.
[3]
• Antes de iniciar la medición es necesario
comprobar que el freno o anillo de bloqueo está
desactivado. [3]
• Es importante que la superficie de la pieza que
se desea medir esté en reposo, exenta de rebabas,
limpia de impurezas y a una temperatura
próxima a la de referencia (20º C) [3]
• El contacto entre pieza y palpadores debe ser
firme pero sin exceso; por lo tanto, el
acercamiento entre ambos debe realizarse con el
tornillo de fricción. [3]
• En caso de controlar una serie numerosa de
piezas, se monta el micrómetro en un soporte
especial. [3]
• Debe procurase en todo caso una buena
iluminación, puesto que las divisiones del
tambor, aunque son claras, son también
pequeñas. [3]
• Sólo deben ser utilizados cuando la operación
realmente lo requiere, nunca de forma arbitraria.
[3]
• Una vez finalizada la aproximación, se toma la
lectura y seguidamente se separan de nuevo los
palpadores para retirar la pieza sin dañarlos. [3]
3.5 Reloj Comparador El reloj comparador es un instrumento para
medir por comparación indirecta de longitudes;
cuando se trata de comprobar diferencias de un
determinado valor de medición, es utilizado para
verificar medidas en diferentes superficies. [3]
Medir por comparación es determinar la longitud
de una pieza al compararla con un patrón de
valor conocido. El comparador es un mecanismo
de cuadrante similar al de un reloj, con 100
divisiones y una aguja. Cada una de las pequeñas
divisiones equivale a 1/100 mm. [3]
Los comparadores se pueden acoplar a diferentes
tipos de soporte. Los cuales permiten, además de
la comparación, realizar verificaciones como:
- El paralelismo entre dos ejes, un eje y un plano,
o entre dos planos.
- La perpendicularidad entre dos ejes, un eje y un
plano, o entre dos planos.
- La coaxialidad de cilindros con eje común.
- El control de las formas cilíndricas que, por un
defecto de mecanizado, pueden ser realmente
cónicas, cóncavas, no circulares o tener formas
de tonel.
- La axialidad de cilindros.
- La excentricidad entre ejes.
El uso de comparadores presenta algunas
ventajas:
Facilidad de lectura.
Presión de contacto mínima y uniforme.
Empleo sencillo y sin esfuerzo.
Disminución de la posibilidad de cometer
errores de medida.
Apellido Autor et al / Titulo del Articulo
5
Figura 4. Reloj Comparador. [3]
3.5.1 Normas de empleo y conservación de
los comparadores. • Al utilizar un comparador de reloj se debe
colocar de tal forma que pueda efectuar la
medición deseada. El comparador de reloj o la
pieza de trabajo deben quedar montados de modo
que la aguja indicadora pueda moverse libremente.
Cualquier cosa que pudiera restringir ese
movimiento durante una medición, debe
corregirse. [3] • Se debe tomar el tiempo suficiente para
garantizar que el comparador de reloj no golpee
con algún objeto durante la medición. Esto puede
afectar la medición e incluso puede dañar el
comparador. [3]
• Debemos fijar correctamente el comparador al
soporte idóneo según la medición que quiere
realizar. [3]
• El palpador ha de apoyar suavemente sobre la
superficie de contacto evitando que reciba golpes
o sufra caídas bruscas. [3]
• Es necesario, si se quiere efectuar lecturas
correctas, colocar el útil de manera que el eje
palpador quede perpendicular a la superficie que
se va a medir. [3]
• Por otro lado, no se debe emplear el comparador
sobre piezas en movimiento, en caso que hubiera
la necesidad, utilizar un número de revoluciones
mínimo y prestar mucho cuidado. [3]
• Finalmente es necesario comprobar la adherencia
de los soportes magnéticos a las superficies de
apoyo. [3]
4. MOTOR Transforma en trabajo mecánico cualquier otra
forma de energía.
4.1 Motor De Combustión Interna El motor de combustión interna es un
transformador de energía química almacenado en
el combustible y este lo transforma en energía
mecánica. [4]
Figura 5. Motor De Combustión Interna. [4]
4.1.1 Requisitos De Los Componentes De
Un Motor
Resistir los esfuerzos puestos en juego
durante la evolución de los gases. [5]
Asegurar la rigidez necesaria para un
guiado correcto de los órganos móviles:
pisto cigüeñal etc. [5]
Transmitir a las estructuras próximas el
mínimo de vibraciones. [5]
Asegurar la eliminación de las calorías
absorbidas por las paredes de la cámara de
combustión. [5]
Ser de construcción lo más económica
posible. [5]
Permitir los montajes y desmontajes y
conservaciones fáciles [5]
6
4.2 Sistemas Que Constituyen Un Motor
Sistema De Distribución.- Conjunto de
piezas que regulan la entrada y salida de
gases en el cilindro. [4]
Figura 6. Sistema De Distribución. [4]
Sistema De Lubricación.- Su función
principal es de reducir el rozamiento de
piezas del motor gracias a la aplicación de
un aceite lubricante. [4]
Figura7. Sistema De Lubricación. [4]
Sistema De Alimentación.- Suministra la
cantidad de combustible requerida por el
motor de acuerdo a las exigencias del
mismo. [4]
Figura8. Sistema De Alimentación. [4]
Sistema De Refrigeración.- Es el
encargado de evacuar el calor que se
produce en el motor evitando así que el
motor se caliente. [4]
Sistema De Encendido.- Es el encargado
de dar los primeros movimientos al motor
con ayuda de un motor eléctrico. [4]
Figura9. Sistema De Encendido. [4]
4.3 División Del Motor
Partes Fijas.- Culata, Block, Carter,
Tapa De Balancines.
Partes Móviles.- Pistón, Biela,
Cigüeñal, Árbol de levas, Válvulas,
Balancines, Volante, Polea.
Apellido Autor et al / Titulo del Articulo
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Figura10. Partes Móviles Del Motor. [4]
Figura11. Partes Móviles Del Motor. [4]
4.4 Ciclos De Trabajo
1 Tiempo (Aspiración).- Aire puro entra en el
cilindro por el movimiento descendiente del
pistón. [4]
2 Tiempo (Compresión).- El pistón comprime el
aire muy fuerte y este alcanza una temperatura
muy elevada. [4]
3 Tiempo (Carrera De Trabajo).- Se inyecta el
gasoil y este se enciende inmediatamente por
causa de un chispazo en caso de ser motor ciclo
Otto o se enciende inmediatamente por la alta
temperatura en caso de ser motor a diésel. [4]
4 Tiempo (Carrera De Escape).- El pistón
empuja los gases de combustión hacia el tubo de
escape. [4]
5. DESARROLLO DE LA
PRÁCTICA EN LOS TALLERES
DE LA UPS.
Antes del desarrollo de la práctica debo
contestarme las siguientes preguntas:
¿Qué voy hacer?
Durante el transcurso de los días el docente nos
ha explicado sobre lo que es un motor, la
constitución del mismo y su funcionamiento
además tratamos el tema sobre metrología y los
diferentes instrumentos que sirven para obtener
medidas exteriores, interiores, profundidades
corroborando dichas medidas con elementos para
su verificación, la finalidad de esta práctica es
conocer cómo está constituido el motor
considerando este factor indispensable para
aquellos que no tenemos un “conocimiento” físico
de cada uno de los elementos que lo constituyen ,
además de saber cómo manejar los instrumentos
de medición, como hacer las lecturas de dichas
medidas entre otras cosas más.
¿Cómo lo voy hacer?
Primero se usara un calibrador para tomar las
medidas exteriores e interiores de diez elementos
mecánicos, después con el uso del micrómetro se
comparara si las medidas hechas con el
calibrador son correctas o cuales no o si son un
aproximado.
Con el reloj comparador se tomaran las medidas
internas de los cilindros del motor para verificar
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si los 4 cilindros tienen una medida similar o
aproximada.
¿Cómo lo hice?
Primero realizamos el desmontaje del motor:
Quitamos:
El volante y el carburador
El Carter, los filtros y también las
bandas y poleas.
Se separa:
El múltiple y se retiran los soportes con
mucho cuidado.
Colocamos el motor en un banco.
Quitamos la tapa de punterías, eje de
balancín y punterías.
Quitamos:
Metales bielas, pistones, cilindros, árbol
de levas
Alternador “en caso de poseer” y bomba
de agua.
DIAMETROS EXTERIORES
Con el calibrador procedí a tomar la medida
del cigüeñal, cabeza de pistón, eje del árbol
de levas, disco de polea “diámetro 1 y 2”
obteniendo las siguientes medidas “derecha a
izquierda”:
Figura11. Cigüeñal medidas con el calibrador. [6]
Figura11. Cabeza de pistón medidas con el calibrador. [6]
Tabla 1: Diámetros Exteriores Tomados Con El Calibrador
ELEMENTO MEDIDA EN “mm”
CIGÜEÑAL 1 57.45
CIGÜEÑAL 2 47.70
CIGÜEÑAL 3 57.50
CIGÜEÑAL 4 48.00
CIGÜEÑAL 5 57.50
Diámetro Pistón 1 74.05
Diámetro Pistón 2 75.15
Diámetro Pistón 3 75.35
Diámetro Pistón 4 75.75
Volante De La Polea 141.60
DIAMETROS INTERIORES
Con las mordazas para medidas interiores
procedí a tomar las medidas de diámetros
interiores de algunos elementos como:
Tabla 2: Diámetros Interiores Tomados Con El Calibrador
ELEMENTO MEDIDA EN “mm”
Cilindro 1 75.10
Cilindro 2 75.20
Cilindro 3 75.40
Cilindro 4 75.80
Piñón Pequeño De La
Cadena
30.70
Volante de la polea
diámetro interno
38.55
Agujero biela
/cigueñal
46.00
Con el micrómetro procedí hacer la
comparación entre las medidas que tome con el
calibrador y tengo los siguientes resultados.
Apellido Autor et al / Titulo del Articulo
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DIAMETRO EXTERIOR:
Tabla 3: Diámetros Interiores Tomados Con El
Micrómetro
ELEMENTO MEDIDA EN “mm”
CIGÜEÑAL 1 57.45
CIGÜEÑAL 2 47.68
CIGÜEÑAL 3 57.48
CIGÜEÑAL 4 47.97
CIGÜEÑAL 5 57.47
Diámetro Pistón 1 74.95
Diámetro Pistón 2 75.50
Diámetro Pistón 3 75.15
Diámetro Pistón 4 75.35
Volante De La Polea 141.57
DIAMETRO INTERIOR
Tabla 4: Diámetros Interiores Tomados Con El
Micrómetro
ELEMENTO MEDIDA EN “mm”
Cilindro 1 74.97
Cilindro 2 75.08
Cilindro 3 75.18
Cilindro 4 75.39
Piñón Pequeño De La
Cadena
30.69
Volante de la polea
diámetro interno
38.53
Agujero biela
/cigueñal
45.97
PROFUNDIDAD
Usando la barra de profundidad del calibrador
procedí hacer las medidas en cada cilindro
obteniendo:
Tabla 5: Profundidad en los cilindros
ELEMENTO MEDIDA EN “mm”
CILINDRO 1 128.80
CILINDRO 2 128.80
CILINDRO 3 128.80
CILINDRO 4 128.80
RELOJ COMPARADOR:
Aquí compararemos valores y observaremos el
juego de montaje:
Tabla 6: Comparación de medidas con el Alexometro
Sobre
medidas
Diámetro
pistón
Diámetro
interno
cilindro
Juego de
montaje
Estándar 74.95 75 0.05-0.01
0.1 74.05 75.10 0.05-0.01
0.2 75.15 75.20 0.05-0.01
0.4 75.35 75.40 0.05-0.01
0.8 75.75 75.80 0.05-0.01
6. CONCLUSION DE LOS
RESULTADOS Como puede observarse, la medida nominal del
cilindro es de 75 mm en este caso a la que
corresponde un pistón de 74.95mm, existiendo un
juego de montaje entre ambos es de 0.05 mm.
En la tabla se da distintas sobre medidas de que
dispone este motor en concreto apreciando de esta
manera en todos los casos el juego de montaje.
A partir de una medida de 0.8 mm no hay
existencias de pistones y esto es lógico debido a
un aumento de la cilindrada que conlleva una
sobre medida mayor sería importante y el resto de
los componentes del motor acusarían el exceso de
trabajo al que se vería sometidos si se efectuase
este una reparación.
Entre otros inconvenientes surgiría el de
autoencendido pues al aumentar el volumen del
cilindro manteniendo el de la cámara de
compresión aumenta la relación de compresión
que es causante de este incidente.
Así pues atendiendo a la tabla si el desgaste
máximo encontrado en un motor de estas
características fuera de 0.38mm se debería
rectificar a una sobre medida de 0.4 mm, no
obstante dado el pequeño margen se rectificaría a
siguiente sobre medida es decir a 0.8 mm
correspondiente a un diámetro de 75,8 mm del
cilindro pues no hay margen suficiente para el
empleo de las máquinas de rectificado.
Si la operación de rectificado debe realizarse en
todos los cilindros a la misma sobre medida
cualquiera que sea su desgaste manteniendo así
idéntica cilindrada en todos y en consecuencia
10
igual potencia, caso contrario los desequilibrios
entre los diferentes cilindros del motor serían muy
peligrosos pudiendo producir la ruptura de
cualquier componente.
7. CONCLUSION GENERAL El presente trabajo y articulo me ayudado a
identificar cuales son los componentes del
motor y el funcionamiento del mismo
además me permitirá ya no caer en el error
de la confusión debido a la falta de
información que tenía sobre el mismo.
En cuestión de metrología me será muy
útil ya que como futuro profesional en el
campo automotriz es necesario aprender a
utilizar las diferentes herramientas de
medición.
Dado que se usó la experimentación y la
investigación de campo esta me será de
mucha utilidad ya que al conocer los
diámetros internos y externos de ciertos
elementos podría llegar a dar un veredicto
o juicio sobre lo que podría ocasionar si
cada elemento no posee una medida
adecuada de trabajo y si esto no se corrige
que daño podría ocasionarle al automotor.
Referencias
[1
]
DESCONOCIDO,
«TODOMETROLOGIA.COM,» 27 08
2009. [En línea]. Available:
http://todometrologia.ucoz.com/blog/200
9-08-27-11. [Último acceso: 12 10
2014].
[2
]
J. F. Rivas, «Micrometro,» de
Metrologia, Mexico, 2009, p. 23.
[3
]
D. H. G. Martíne, Manual Practico Del
Automovil: Reparacion, Mantenimiento
y Practicas, Madrid , 2010.
[4
]
Desconocido, «slideshare.net,» [En
línea]. Available:
http://es.slideshare.net/linkin_po/motore
s-de-combustion-interna-presentation.
[Último acceso: 10 10 2014].
[5
]
J.M.Alonso, «MOTORES DE
COMBUSTION INTERNA,» de
MANUAL PRACTICO DEL
AUTOMOVIL, pp. 1-2.
[6
]
motors, foto calibrador.