EL BLOQUE DE CILINDROS

EL BLOQUE DE CILINDROS

1. Aunque por efectos de diseño, algunos fabricantes construyen el bloque de cilindros de forma separada, juntándolo posteriormente mediante pernos; actualmente, en la mayoría de los motores, el bloque de cilindros se elabora como una sola unidad con la carcasa o cuerpo del cigüeñal.

   • MEDICIONES DEL DESGASTE DEL CILINDRO
     • Para determinar el desgaste de un cilindro, es decir para comprobar si está cónico u ovalado, se debe medir la superficie del cilindro en tres alturas: en la parte superior (donde existe el mayor desgaste), medida a la altura del primer anillo de compresión; en el medio del cilindro y en la parte baja del mismo, y siempre en tres sentidos de cada medida anterior.
   • COMPOSICIÓN DEL BLOQUE DE CILINDROS
     • Al ser la parte de mayor volumen del motor, en la cual se alojan casi todos sus elementos, el bloque de cilindros requiere de un diseño muy complejo. Primordialmente debe alojar a los cilindros, el eje cigueñal; en muchos casos además, el eje de levas y los ejes de balanceo dinámico Así mismo, debe tener los alojamientos de los propulsores cuando tiene el eje de levas en el bloque, donde internamente se encuentran formadas las cámaras de circulación del refrigerante. En cuanto a su parte frontal, tiene diseñado el alojamiento para la bomba de agua, los soportes del generador de corriente (dinamo o alternador), soporte para la bomba hidráulica de la dirección y del compresor del aire acondicionado (en el caso de tenerlo) y los alojamientos para los engranajes o piñones del sistema de distribución de válvulas.
   • CILINDROS EN EL MISMO BLOQUE
     • Cuando el bloque del cilindro es de fundición gris o hierro fundido, los cilindros están maquinados, esto es, rectificados y pulidos en los mismos orificios. Lo que sirve de pista directa para el deslizamiento de los pistones y sus anillos. Ahora bien, los cilindros dentro de los bloques están calculados de tal manera que permiten la rectificación de estas superficies varias veces (sobre medidas); generalmente cuatro y en casos especiales, hasta seis.
   • CAMISAS SECAS
     • Se llama camisa seca al cilindro que va alojado en el mismo orificio del bloque de cilindros, y que no tiene contacto con el agua de refrigeración. Este tipo de cilindros se instalan generalmente, en motores que por daños o excesivo desgaste se pueden ‘encamisar’, lo que da mayor vida útil al bloque e incluso, mejora la calidad de las pistas de deslizamiento de los pistones. Las camisas secas pueden estar fundidas dentro de la misma fundición del material ligero, formando un solo cuerpo con el bloque, ejemplo de ello son los bloques de cilindros de un motor de dos ciclos.
       • INSTALACIÓN DE CAMISAS SECAS
         • Cuando el bloque se instala con camisas secas, se maquina al cilindro original y se sitúan con un ajuste apropiado, para evitar que se deslicen o resbalen, pero sobre todo para que todas las paredes se mantengan en perfecto contacto con la superficie del bloque; ya que este cilindro postizo debe transmitir la temperatura de la combustión tanto al bloque, como al medio refrigerante. Cuando algún sector de la camisa no hace contacto, se encuentran cámaras de aire entre ellas, lo que ocasiona un recalentamiento y a su vez, un desgaste prematuro y posterior daño. Para evitar el deslizamiento de la camisa se puede optar por: en la parte superior del cilindro utilizar un borde o rectificar el bloque solamente un poco antes del final inferior para que sirva de apoyo.
   • CAMISAS HÚMEDAS
     • Este sistema se utiliza generalmente, cuando el bloque de cilindros es de material ligero. Elaboradas a partir del proceso de fundición centrifugada GG-30 o GG-40, las camisas húmedas resultan de alta resistencia a la fricción y temperatura. Como están en contacto con el medio refrigerante (agua), necesitan de un sellado hermético, que se diseña con empaques de fibras, anillos de gomas o de metal blando, como aluminio o cobre. El sellado en estos casos es tan importante porque se debe evitar el paso del agua hacia el cárter de aceite en su parte inferior; igualmente, del agua o refrigerantes hasta la cámara de combustión en su parte superior.
       • VENTAJAS CAMISAS HÚMEDAS
         • Otra cualidad importante de las camisas húmedas, que son instaladas en el bloque de metales ligeros, es que el motor puede mantenerse siempre estándar. Es decir, las camisas podrán reemplazarse cuando sufran desgaste excesivo o daños, durante el funcionamiento. Luego, a pesar de que se diseñan para ser cambiadas en caso de ser necesario, algunas camisas húmedas aceptan rectificaciones debido a su mayor espesor.

2. TRABAJO MECANIZADO DEL CILINDRO

   • El trabajo de mecanizado de los cilindros, se refiere a sus procesos de rectificación cuando su desgaste ha sobrepasado la tolerancia admisible para un buen funcionamiento del motor. Generalmente, y debido a las mayores temperaturas de trabajo y a la menor lubricación que se logra en la parte alta, cercana a la cámara de combustión, el desgaste mayor en un cilindro se produce justamente en su parte alta; lugar en el cual, trabajan los anillos del pistón, los cuales deterioran mayormente al cilindro.

3. BLOQUES DEL MOTOR DE ALEACIÓN DE METAL LIGERO

   • Debido a los factores anotados anteriormente, los nuevos motores utilizan fundiciones de metal ligero; es decir, aleaciones de aluminio como por ejemplo G-Al Si 12 . Ya que este material no sirve de pista para los cilindros; se instalan cilindros o camisas postizas dentro del bloque, camisas que son construidas de un mejor material. Incluso, que el material de los bloques de fundición gris, pues se usan aleaciones de acero de alta calidad, que son mucho más resistentes al desgaste, a las presiones de trabajo, la temperatura y la corrosión. También estos bloques de aleaciones ligeras tienen mejores características de disipación térmica, siendo más livianos.

4. ETAPAS DE RECTIFICACIÓN

   • Están dadas por cada fabricante, pero estas son generalmente similares en todas las marcas, con cuatro rectificaciones máximas y en algunos casos especiales, hasta seis. A pesar de que algunos fabricantes permiten solamente dos rectificaciones y otros no permiten ninguna obligando a remplazar el bloque, en caso de daño o desgaste excesivo.
     • PROCEDIMIENTO DE RECTIFICACIÓN
       • A pesar de que este trabajo de rectificación lo debe realizar un taller especializado y no el técnico que repara el motor, es indispensable conocer paso a paso el proceso. Cuando la máquina rectificadora es fija, sólo es necesario centrar debidamente la herramienta de corte en cada cilindro. Pero si la herramienta es portátil, se requerirá asentar la herramienta sobre la superficie plana del bloque de cilindros, para luego centrar en cada uno de los cilindros del bloque. Según el estado de la superficie plana, podría ser necesario inicialmente, rectificar esta superficie antes de iniciar el siguiente paso.
     • RECTIFICACIÓN DE CILINDROS DEL MOTOR
       • La máquina rectificadora deberá estar completamente centrada en el cilindro y perpendicular a la superficie plana superior, para que la rectificación de todos y cada uno de los cilindros se mantenga después a cada pistón completamente perpendicular al eje cigüeñal. Luego, para conservar esta perpendicularidad se utiliza un reloj comparador micrométrico que determina la dirección del usillo o herramienta de corte de la máquina rectificadora. En algunos casos será necesario variar la sujeción del bloque de cilindros hasta obtener la perpendicularidad exacta.
     • PULIDO DEL CILINDRO
       • Para obtener la medida final deseada del cilindro, se debe tener en cuenta que para el posterior ‘bruñido’ debe dejarse 0.05 mm. de material antes de la medida final. Esta medida acabada debe ser la medida externa del pistón más la tolerancia u holgura entre cilindro y pistón, holgura necesaria para compensar la dilatación térmica del pistón dentro del cilindro, cuando se dilata desde su medida original en frío hasta su medida final al llegar a su temperatura de trabajo.

5. ARMADO PISTONES DENTRO DEL CILINDRO

   • Cuando los cilindros del bloque de un motor están nuevos de fábrica o han sido rectificados a una determinada sobre medida, será necesario comprobar la medida final de todos y cada uno de los cilindros, relacionándola con la medida externa de cada pistón que será montado en ellos. A pesar de que aún no hemos estudiado al pistón, sabemos que este debe tener una medida externa exacta para que pueda deslizarse dentro de la superficie del cilindro. Entre el pistón y el cilindro deberá existir una distancia también exacta, la cual determina la holgura que se necesita para el deslizamiento del pistón y especialmente, para compensar su dilatación. Esta holgura está determinada por cada fabricante, ya que depende del material y diseño que cada pistón tiene de la dilatación volumétrica que se producirá durante el incremento de la temperatura durante su operación dentro de los cilindros del motor, debido a las altas temperaturas que se producen durante la combustión.
     • OTRA FUNCIÓN BLOQUE DE CILINDROS
       • Cuando los cilindros del bloque de un motor están nuevos de fábrica o han sido rectificados a una determinada sobre medida, será necesario comprobar la medida final de todos y cada uno de los cilindros, relacionándola con la medida externa de cada pistón que será montado en ellos.

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