Culata

Jul- Dic 2012

Mecatrónica - Automotriz

Motores de Combustión Interna – Grupo 4

Culata Función Se conoce como cabeza o culata a; la parte superior del motor, encargada de soportar el calor consecuente de las explosiones originadas en la cámara de combustión, derivadas del funcionamiento de este. La cabeza es una estructura solida; tiene diseñado el espacio para alojar las válvulas, sus componentes; y en los motores actuales tiene el espacio para acomodar 1 o 2 árbol de levas. Las culatas o cabezas, son las encargadas de soportar el calor consecuente de la combustión; debido a esto, las cabezas, dentro de su estructura solida, traen diseñados pasajes, por donde circula el agua o liquido enfriante, ayudando así, a que la temperatura no alcance niveles críticos.

Nº de Orden: 05

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Tipos a) Con cámara de inyección directa El combustible se inyecta directamente en el cilindro. La culata cierra el cilindro con una superficie plana, mientras que el inyector esta situado en el centro. El inconveniente principal de este tipo de motor radica en que el aire esta poco agitado, siendo el inyector el responsable exclusivo de la mezcla, por lo que su fabricación ha de ser muy perfecta, y por lo tanto costosa. En estas condiciones, y para aprovechar al máximo la combustión, es conveniente que la cámara adopte la forma del chorro de combustible, o a la inversa

b) Con antecámara de combustión. Estos motores se denominan también de combustión dividida o depre –combustión .Se caracterizan por tener el espacio en que se desarrolla la combustión dividido en dos: por una parte la cámara comprendida entre la cabeza del embolo y la culata, y por otra la antecámara, situada generalmente en la culata. En este tipo de cámara el funcionamiento es como sigue: al final de la carrera de compresión se inyecta el combustible. Parte de este combustible arde en la antecámara, aumentando la presión; el combustible que queda sin arder es proyectado, a través de un orificio de la antecámara, a la cámara principal. En esta encuentra el aire que precisa para completar la combustión. La principal ventaja de este sistema consiste en que se puede inyectar combustible a presiones relativamente bajas: de 80 a 160 bar, en vez de las 250 – 350necesarias en la inyección directa.

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Partes 1. Cámara de combustión

Es el espacio de los motores de combustión interna en donde tiene lugar la combustión de la mezcla de aire y carburante. La forma de la cámara de combustión está estrechamente ligada al rendimiento del motor, por esto es que existen diferentes formas y tamaños que dependen también de la relación carrera / diámetro. Los elementos que se deben tener en cuenta en el diseño de una cámara de combustión son los siguientes: - Disposición y forma de las válvulas para conseguir el más alto rendimiento volumétrico, es decir el mejor llenado de los cilindros. - Número y forma de los conductos de admisión y escape para conseguir mayor turbulencia, ya sea con válvulas abiertas o en fase de compresión. - Posición de la bujía para tener el menor recorrido de la llama con la misma velocidad de propagación de la combustión. - Relación de formas entre la cámara y el pistón para obtener una combustión completa y homogénea, sin pre encendido ni detonación. - Relación de compresión y relación entre la superficie y el volumen de la cámara, la cual es muy importante para obtener un buen rendimiento termodinámico y una buena refrigeración.

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2. Válvulas Las válvulas de los motores de combustión interna son los elementos encargados de abrir y cerrar los conductos por donde entra la mezcla (válvulas de admisión) y por donde salen los gases de escape (válvulas de escape) del cilindro. Por lo general están hechas de acero. En algunos casos, las de escape van huecas y rellenas de sodio para mejorar la refrigeración, ya que pueden llegar a alcanzar temperaturas de hasta 800°C. Las válvulas de admisión son siempre más grandes que las de escape, porque es más difícil introducir el aire en el cilindro que sacar los gases quemados. En las fotografías se encuentra arriba una típica válvula de admisión y abajo una de escape, en la cual se alcanza a observar el conducto en el cual se encuentra el sodio.

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3. Eje de levas Es el elemento encargado de abrir y cerrar las válvulas, según el tiempo del motor en cada pistón. Es también llamado Árbol de Levas. El eje de levas esta compuesto por una polea dentada para la acción de la correa o cadena de distribución, unas muñequillas o puntos de apoyo sobre la culata, las levas o excéntricas y en algunos casos el mando de la bomba de gasolina mecánica y cuando el sistema de encendido no es electrónico el engranaje para el mando de distribuidor.

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4. Guías y sellos de válvulas Las guías son casquillos en forma alargada, introducidos en los agujeros realizados en la culata para alojarlas, dentro de los cuales se deslizan las válvulas generalmente están fabricadas en bronce u otro metal de menor dureza que el de las válvulas. En la figura las guías se indican de color café, mostrando claramente como se deslizan las válvulas entre ellas. Las guías son generalmente de forma cónica en la parte superior, lo que está determinado por la necesidad de evitar la acumulación de aceite, que p uede infiltrarse en los ductos de admisión o de escape, además de ésta forma el consumo de aceite a través de las guías se evita con el uso de unos cauchos o retenes llamados sellos, dichos sellos se colocan en la parte superior de la guía.

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Funcionamiento La culata está formada por una pieza de Hierro fundido o aluminio encargada de sellar superiormente los cilindros de un motor de combustión para evitar la pérdida de compresión. También tiene la función de alojar en ella el eje de levas, las bujías (en motores gasolina), válvulas de admisión y escape y conductos de agua para la refrigeración de esta. La culata se encuentra fuertemente unida al bloque y para sellar completamente se coloca entre culata y bloque un elemento llamado junta de culata. La junta de culata está constituida por amianto u otros materiales flexibles capaces de soportar las grandes temperaturas que genera el motor. Su función es sellar la parte superior de los cilindros para evitar pérdidas de compresión y salida inapropiada de los gases de escape. La culata descansa sobre este mecanismo y sobre un apoyo que actúa como una simple bisagra.

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Mantenimiento Hermétisacion: Después de desmontar la culata la limpiamos y sin desarmarla la ubicamos de modo que las cámaras de combustión queden hacia arriba y procedemos a llenar cada cámara de gasolina esperamos 10 minutos sin mover la culta y observamos si se genero alguna case de fuga por cualquier parte de la culata ya sea por las válvulas o por las bujías, si no presenta ningún tipo de escape quiere decir que esta en perfecto estado. Plenitud: Esta prueba se realiza para saber si la culata puede ser reutilizada después de esta verificación. Lo que se hace es tomar la parte de las cámaras y con una escuadra ir repasando, al mismo tiempo con un calibrador de galgas vamos repasando con la hoja de 5 milésimas por debajo de la escuadra y posteriormente con la hoja de diez milésimas, para saber si esta en buen estado en ninguna parte de la culata debe entrar la hoja de diez milésimas como máximo la hoja de cinco milésimas

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Conclusiones A lo largo del trabajo hemos conocido todo sobre la culata partes, función y funcionamiento y lo más importante el mantenimiento: 1. Como sabemos la culata es como un sellador y de eso forma una cámara. 2. Su principal función es impedir que los gases de admisión o de escape salgan hacia el exterior del motor. 3. Si todo esta bien la calidad del aire que entre será mejor y el gas que sale será expulsado sin que haga daño a las partes internas del motor o que no entre en la mezcla nueva. 4. Gracias a esto tendremos una mejor culata y también el motor, además de un óptimo funcionamiento.

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