Vista de conjunto
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Generalidades
Función
Generalidades
El motor de combustión interna como motor de pistones de movimiento alternativo se caracteriza por un ciclo de trabajo con movimiento oscilante de los pistones y combustiones internas cíclicas. Gracias a la interacción mecánica de distintos grupos de componentes, el motor de pistones de movimiento alternativo comprime la mezcla de aire y combustible y transmite la presión de combustión en forma de par al cigüeñal.
Representación a modo de ejemplo en el mecanismo de cigüeñal M139 |
1 | Bloque motor |
2 | Cárter de aceite |
3 | Parte inferior del cárter de aceite |
4 | Cárter de distribución |
5 | Árbol de equilibrado |
6 | Rueda intermedia |
7 | Cigüeñal |
8 | Biela |
9 | Pistón |
10.1 | Segmento rascador |
10.2 | Segmento de compresión con cara de roce oblicua |
10.3 | Segmento de compresión |
A | Superficie de deslizamiento del cilindro (recubrimiento NANOSLIDE®) |
P01.00-A042-76
Función
Bloque motor
Los bloques motores de los actuales motores diésel y de gasolina de Mercedes se fabrican en aluminio. Con el proceso de recubrimiento NANOSLIDE®, las superficies de deslizamiento de los cilindros se aplican directamente a las superficies interiores del bloque motor en muchas ejecuciones de motor. En el caso de los números de ejecución de motor M260 y M264, así como M270, M274 y M278, se montan camisas de cilindro fabricadas en fundición gris.
Como componente central de la carcasa del motor, que por lo general se compone de bloque motor, cárter de aceite y cárter de distribución, el bloque motor desempeña funciones importantes, por ejemplo, absorber las fuerzas de acción recíproca de los procesos de combustión y los movimientos oscilantes del pistón, así como cargas térmicas elevadas. Desde el punto de vista mecánico, el bloque motor actúa como soporte de muchos componentes del motor en las paredes exteriores y en la zona interior, entre otros, como alojamiento del conjunto del mecanismo de cigüeñal. Los componentes principales del mecanismo de cigüeñal son:
Árbol de equilibrado con semicojinetes
Ruedas intermedias
Cigüeñal con semicojinetes superiores e inferiores
Biela con semicojinetes
Bulón de pistón
Pistón
Segmentos de pistón
Las ejecuciones tribológicas de las superficies de deslizamiento del cilindro y del conjunto del mecanismo de cigüeñal son fundamentales para reducir las pérdidas por fricción y para la robustez del motor. La presión de combustión que actúa directamente sobre el pistón genera un movimiento lineal. La fuerza resultante se transmite al cigüeñal a través de la biela, de forma que se obtiene un par.
Los pistones están expuestos con sus segmentos de pistón a cargas mecánicas y térmicas elevadas. La geometría y las características superficiales de los pistones desempeñan un papel importante en la formación de la mezcla y la combustión. Además es responsable de ceder el calor de la cámara de combustión al aceite y al líquido refrigerante. Los segmentos de pistón están diseñados en distintas geometrías según sus características y funciones. El segmento inferior, el segmento rascador, rasca el aceite del motor de la superficie de deslizamiento del cilindro, dosificando a su vez la película de aceite sobre la que se deslizan los segmentos de pistón superiores durante la carrera. El segmento de compresión con cara de roce oblicua, dispuesto en la ranura central del pistón, controla la película de aceite, garantizando tanto unas condiciones tribológicas lo suficientemente buenas como su espesor de capa. Esta debe ser muy fina para que la pérdida de aceite por evaporación sea baja. Además, el segmento de compresión con cara de roce oblicua proporciona estanqueidad frente a los gases de combustión y, mediante la acción recíproca con el movimiento del segmento inferior, influye en el blow-by del motor. El segmento de sección rectangular y/o el segmento de compresión impiden el paso de la cámara de combustión al bloque motor y disipan el calor de combustión derivándolo hacia una superficie de deslizamiento del cilindro refrigerada. Mediante el pretensado mecánico de este segmento de pistón se garantiza la estanqueidad al arrancar el motor y se evita que el segmento vibre con números de revoluciones del motor elevados.
El mecanismo de cigüeñal está situado en el bloque motor. El bloque motor cumple principalmente las siguientes tareas:
Alojamiento del cigüeñal y del árbol de equilibrado
Alojamiento con el árbol de equilibrado desmontado
Unión con transmisión de fuerza entre la culata y la cadena cinemática
Alojamiento de las superficies de deslizamiento del cilindro y/o de las camisas de cilindro
Acanaladuras integradas para la refrigeración, lubricación y ventilación
Alojamiento de los grupos secundarios
El bloque motor tiene más puntos de fijación para componentes adosados y conforma una cámara de motor y refrigerante hermética al aceite y agua.
Mecanismo de distribución
El mecanismo de distribución determina el momento y la duración de la aspiración del aire del exterior y el momento y la duración de la expulsión de los gases de la combustión. El mecanismo de distribución y los componentes que forman parte del mismo son componentes principales de la culata.
El mecanismo de distribución describe el ciclo de admisión y escape de un motor de combustión interna. La culata tiene las siguientes funciones:
Absorber las fuerzas de presión de los cilindros
Refrigerar las áreas cercanas a la cámara de combustión
Lubricar el mecanismo de distribución
Hermetizar la cámara de combustión hacia arriba
Alojar las bujías y/o toberas de inyecciónEl mecanismo de distribución contiene principalmente los siguientes componentes:
Válvulas de admisión y de escape
Muelles de válvula
Palanca oscilante
Árbol de levas de admisión y de escape
Culata
Cadena de distribución (o correa dentada)El control del árbol de levas y de las válvulas de admisión y de escape se realiza a través de la cadena de distribución por parte del cigüeñal. Las levas del árbol de levas abren las válvulas de admisión y de escape a través de elementos de transmisión como, p. ej., palancas oscilantes, actuando contra la fuerza elástica de los muelles de válvula. La fuerza elástica de los muelles de válvula cierra de nuevo las válvulas. Un ciclo de trabajo se compone por cuatro tiempos, es decir, dos vueltas del cigüeñal. Las válvulas se abren y cierran solo una vez, con una única vuelta del árbol de levas. El árbol de levas gira a la mitad del número de revoluciones del motor que el cigüeñal.
La relación de revoluciones entre el cigüeñal y el árbol de levas es de 2 : 1.
Accionamiento por correa
El accionamiento por correa tiene la función de transmitir el movimiento giratorio del cigüeñal a grupos secundarios como, p. ej., el generador, la bomba de agua o el compresor de agente frigorígeno, accionándolos.
El accionamiento por correa consta principalmente de los siguientes componentes:
Correa nervada
Tensor de correa
Poleas de reenvíoLubricación del motor
La lubricación del motor sirve para proporcionar aceite lubricante a todas las partes del motor que deben lubricarse y refrigerarse como, p. ej., los pistones, los semicojinetes o las palancas oscilantes. Al hacerlo, la presión de aceite varía en función del número de revoluciones del motor.
La lubricación del motor consta principalmente de los siguientes componentes:
Bomba de aceite
Cárter de aceite
Válvula de la bomba de aceite
Sensor de aceite
Módulo del filtro de aceite
Intercambiador de calor del aceite de motor La lubricación del motor tiene las siguientes tareas:
Lubricar para reducir la pérdida de energía y el desgaste que provoca la fricción entre los componentes en movimiento.
Refrigerar para proteger las piezas del motor, ya que estas no pueden ceder el calor directamente al líquido refrigerante o al aire de refrigeración.
Hermetizar para una estanqueización precisa entre los componentes en movimiento (p. ej., segmento de pistón contra pared del cilindro).
Limpiar para la evacuación y captación de partículas de abrasión, sedimentación y residuos de combustión en el aceite del motor.
Proteger contra la corrosión.
Amortiguar los ruidos del motor, ya que la película lubricante tiene un afecto amortiguador del ruido y las vibraciones.
Representación a modo de ejemplo en el mecanismo de distribución M139 |
7 | Cigüeñal |
11 | Cadena de distribución |
12 | Riel de deslizamiento de cadena con tensor de cadena hidráulico |
13 | Árbol de levas de escape |
14 | Árbol de levas de admisión |
15 | Muelles de válvula |
16 | Válvulas de admisión |
17 | Válvulas de escape |
18 | Bujías de encendido |
P01.00-A043-76
Documentos referenciados
- gf0140p1000a Bloque motor - Función básica
- gf0530p1000a Mecanismo de distribución - Función básica
- gf1321p1001a Accionamiento por correa - Función básica
- gf1800p1003a Lubricación del motor - Función básica