Inspección de estado de las piezas del motor

Objetivos: Que los alumnos/as, adquieran la capacidad de distinguir cuando una pieza del motor
esta buena, necesita repararse o sustituirse.

La inspección de piezas y mecanismos del motor, se realiza con el propósito de de reemplazar o reparar aquellas que presentan algún tipo de avería o desgaste que afectan el funcionamiento del motor de combustión interna.

Las piezas o mecanismos defectuosos deben ser reemplazados, reparados o rectificados, antes de  armarlos o instalarlos nuevamente en el motor.

A continuación se presenta el proceso de inspección de las diferentes piezas y mecanismos del motor.

Antes de realizar la inspección de piezas y mecanismos del motor, se deben tomar en cuenta lo siguiente:

1. Limpiar adecuadamente cada pieza desmontada o desarmada.
2. Colocar ordenadamente las piezas o marcarlas si es necesario.
3. Inspeccionar minuciosamente cada pieza, realizando las pruebas o mediciones necesarias

4)   INSPECCIÓN DE LA FAJA DE DISTRIBUCIÓN.

Si existe algún defecto como se muestra a continuación, cambie la faja de distribución y verifique la causa del problema para corregirla.

AVERÍAS.	CAUSA.
Rotura prematura.	Instalación incorrecta  Deterioro del empaque de la cubierta de distribución e incorrecta instalación.  Fugas de aceite sobre la faja.
Dientes de la faja agrietados o dañados.	Cuando el eje de levas está inmovilizado.
Grietas o desgaste notable en la superficie de la faja.	Roturas en la polea intermedia        Polea intermedia inmovilizada.
Desgaste o deterioro solo en un lado de la faja.	Mala alineación de la guía de fajas.      Mala alineación de las poleas.
Desgaste notable en los dientes de la faja.	Deterioro en la tapadera de distribución.       Mala instalación del empaque.    Materiales extraños entre los dientes de la polea.

5)   INSPECCIÓN DEL ALABEAMIENTO (TORSIÓN DE UNA SUPERFICIE QUE NO QUEDA PLANA) DE LA CULATA:

Para ejemplificar las mediciones utilizaremos las especificaciones estándar y máximas de un motor 4A de Toyota.

A)  Inspección del alabeamiento de la culata.

Usando una regla de precisión (planitud) y un calibrador de espesor, mida la superficie que hace contacto con el bloque de cilindros y con los múltiples de admisión y escape en forma diagonal como se observa en la figura.

Alabeo máximo: -Lado del bloque:    0.05 mm. -Lado del múltiple:   0.10 mm.

Si el alabeamiento es mayor que el valor máximo, sustituya la culata.

B)   Inspección del alabeamiento del bloque de cilindros.

Mida la superficie que está en contacto con el empaque de la culata, en diagonal cruzando en el centro.

Alabeo máximo: 0.05 mm. (0.0020 pulg.)

Si el alabeo es mayor al valor máximo, sustituya el bloque.

C)   Inspección del alabeamiento de los múltiples de admisión.

Mida la superficie que está en contacto con el empaque en la culata para verificar el alabeamiento.

Alabeo máximo: -Múltiple de admisión: 0.2 mm. -Múltiple de escape: 0.3 mm.

Si el alabeamiento es mayor que el máximo permitido, sustituya el múltiple.

D)  Inspección del descentramiento circular del cigüeñal.

1.     Coloque el cigüeñal sobre bloques de madera o metal en “V”.

2.    Usando un comparador de carátula, mida el descentramiento circular de los muñones del cigüeñal, teniendo el cuidado de ajustar a cero la aguja del comparador antes de realizar la medición.

Descentramiento máximo: 0.06 mm

Si el desnivel es superior al permitido, sustituya el cigüeñal.

6)   INSPECCIÓN DE MUÑONES PRINCIPALES Y MUÑONES DE BIELA:

A)  Usando un micrómetro, mida el diámetro de cada muñón principal y los muñones de biela.

Diámetro de muñón principal: 47.982 - 48.000 mm. Diámetro de muñón de biela: 39.985 - 40.000 mm.

Si el diámetro esta fuera del rango, compruebe la holgura de aceite.

B)   Verifique desgaste y holgura de cada muñón del cigüeñal.

Holgura  máxima: 0.02 mm.

Si la holgura es superior  a la máxima permitida, rectifique o sustituya el cigüeñal.

7)   INSPECCIÓN DE VÁLVULAS, GUÍAS Y ASIENTOS.

A)  Inspección del vástago de la válvula y de la guía de válvula:

Usando un micrómetro, mida el diámetro interior de la guía de válvula.
	Diámetro interior de la guía: 6.01- 6.03 mm.
Usando un micrómetro, mida el diámetro del vástago de la válvula.
	Diámetro del vástago: Válvula de admisión:            5.970-5.985 mm. Válvula de escape:   5.965-5.980 mm.

Reste el diámetro del vástago de la válvula al diámetro interior de la guía de válvula y compare con la holgura de aceite.

Holgura de aceite estándar	Holgura de aceite máxima:
Válvula de admisión:            0.025-0.060 mm	Válvula de admisión:            0.08 mm.
Válvula de escape:   0.030-0.065 mm	Válvula de escape:   0.10 mm

Si la holgura es mayor que la máxima, sustituya la válvula y la guía.

B)   Sustitución de las guías de válvulas:

	-          Caliente gradualmente la culata de 80°-100°C (176°-212°F) -          A ésta temperatura empieza a soltar el carboncillo acumulado entre la guía y la culata.
	-          Usando el extractor de guía y un martillo saque la guía de la válvula por el lado de la cámara de combustión.
	-          Usando un calibrador de interiores, mida el diámetro del agujero para la guía de válvula en la culata. -          Diámetro estándar (frío): 11.000- 11.027 mm.
Diámetro del agujero de guía.
Diámetro del agujero de guía. Tamaño de la guía. 11.000-11.027 mm. 0.4331-0.4341pulg. Estándar. Más de 11.027 mm. Sobre medida 0.05
-          Si el diámetro es mayor a 11.027 mm.
-          esmerile a las dimensiones siguientes e instale una guía de sobre medida (0.05).		-          Diámetro rectificado: 11.050 – 11.077 mm.
-          Si el diámetro es mayor a 11.077 mm.		-          sustituya la culata.

                                                      

C)   Inspección de válvulas.

Al desmontar las válvulas del motor se tienen que marcar con el objeto de volverlas a instalar en el mismo sitio, para que trabajen dentro de la misma guía, después de ser rectificadas (proceso de esmerilado). Asimismo, deberán de inspeccionarse minuciosamente para comprobar si no presentan algún tipo de avería o desgaste

Para inspeccionar las válvulas se realiza lo siguiente:

1.     Procedimiento para esmerilar la valvula

(a) Selecciona equipo para esmerilar: Los equipos a utilizar básicamente son: Taladro eléctrico, fresadora, esmeriladora de válvulas (pasta esmeril) y ventosa

(b) Inspecciona las válvulas:

(i)   Limpie las válvulas.

(1)  Las válvulas se limpian aplicándolas con firmeza contra un cepillo de alambre.

(2) Retirar los residuos de carbón de la cabeza y del vástago de la válvula.  Si quedan  residuos de carbón, la válvula no quedara bien alineada en la maquina rectificadora de válvulas.

(3) El vástago debe pulirse con lija fina, para borrar los arañazos hechos por el cepillo de alambre.

(ii)  Se toma la válvula por el vástago, con la cabeza hacia abajo y se da un golpe seco con un martillo sobre el extremo del mismo. Si existe alguna fractura, la cabeza de la válvula se desprenderá.

(c)  Esmerilar las válvulas (rectificación):

(i)   Instale la válvula en la esmeriladora de válvula.

(ii)  Esmerile solamente para remover lo picado y el carbón.

(iii) Ajuste el ángulo correcto de la cara de válvula según especificaciones del fabricante. Para motores Toyota es: 44.5 ó 45.5 grados.

(iv) Compruebe la superficie de la punta del vástago de la válvula en cuanto al desgaste. Si existe desgaste,  esmerile (rectifique) la punta con una esmeriladora de válvulas o reemplace la válvula, sin pasarse de la longitud mínima, de lo contrario sustituya.

(v)  Utilizando la fresadora, rectifique los asientos de las válvulas. Remueva el metal suficiente para limpiar los asientos

(vi) Utilizando la pasta esmeril, asiente válvulas (ajustar el ángulo de la válvula con el asiento de esta) siga estos pasos

(1)  Limpie bien la superficie de la válvula y su asiento.

(2) Aplique un poco de aceite en el vástago de la válvula, teniendo cuidado que este no se derrame hasta la cabeza de la válvula. 

(3) Aplique una pequeña cantidad de  pasta esmeril basta o gruesa en la cabeza de la válvula asegurándose que este en toda la superficie de contacto con el asiento.

(4) Coloque la válvula en el asiento, con el dedo índice por debajo de la culata manténgala la válvula  levantada.

(5) Coloque la ventosa en la cara de la válvula y tire de ella como si esta martillando, tome en cuenta que la válvula tiene que girar.

(6) Retire la válvula y límpiela la válvula y el asiento. Verifique que tenga una sombra gris uniforme en toda la cabeza de la válvula y el asiento, si no repita el procedimiento.

(7) Si tiene la sombra gris aplique pasta fina y repita el procedimiento, para afinar las superficies

(vii)      Lava válvulas y culata.

(1)  Asegúrese de que no quede material abrasivo, ya que esto puede desgastar prematuramente la guía de la válvula.

(2) Lave con gasolina la culata y las válvulas para retirar residuos de material abrasivo

(viii)     Limpia y guarda el equipo para esmerilar. Con un poco de wipper limpie la herramienta según las recomendaciones del fabricante y guárdelos en el lugar indicado

2.    Verifique el grosor del margen de la cabeza de válvula.
		Grosor estándar del margen: 0.8 – 1.2 mm. Grosor mínimo del margen: 0.5 mm.
Si el grosor del margen es inferior al mínimo, sustituya la válvula.
3.    Verifique la longitud total de la válvula.
		Válvula de admisión. Válvula de escape. Longitud total estándar. 91.45 mm. 91.90 mm. Longitud total mínima. 90.95 mm. 91.40 mm.
Si la longitud total de la válvula es menor a la mínima,  sustitúyala.
4.    Verifique la posición de los asientos de las válvulas:
	Aplique una capa delgada de tinte azul o blanco, a la cara de la válvula. Coloque y presione la válvula ligeramente al asiento sin girarla. Inspeccione la cara y el asiento de válvula y verifique lo siguiente: 1-    Si el color aparece 360° alrededor de la cara del asiento, la válvula es concéntrica. Si no, sustitúyala. 2-   Si el color aparece a 360° alrededor del asiento, la guía y el asiento son concéntricos. Si no, rectifique el asiento. 3-   Verifique que el contacto del asiento este en el centro de la cara de la válvula, con el ancho siguiente: 1.0 – 1.4 mm. 4-   Si hubiera superficie sin marcar repita el procedimiento de esmerilado de la válvula, usando un esmerilador manual. 5-   Limpie la válvula y el asiento de la válvula después de esmerilar manualmente

D)  INSPECCIÓN DE LOS RESORTES DE VÁLVULA

La función principal del resorte de válvula es de cerrarla y mantenerla contra su asiento, hasta que sea abierta por acción de la leva. Estos deben ser inspeccionados para revisar si existen desgastes en los siguientes puntos:

1.     Desgaste en el alojamiento del resorte (superficie de la culata).

2.    Desgaste de los extremos del resorte.

3.    Perdida de fuerza:

(a)  Si pierde más del 10% de la fuerza especificada, debe reemplazarse.

(b) Si pierde fuerza por el rectificado de válvula, se colocan arandelas espaciadoras. Se verifica midiendo la altura del resorte montado en la culata.

4.    Si esta inclinado producirá un empuje lateral sobre el vástago de la válvula y causara desgaste excesivo. Se verifica con la medición de rectitud de resorte.

5.    Medición de la altura del resorte montado.

Tome la distancia entre el asiento del resorte y el rotador de válvula, la altura resultante es la medición del resorte montado en la válvula. El material removido en el asiento y la cabeza del vástago de la válvula pueden hacer variar la medida, si la medida es diferente a la especificación del fabricante se instalan arandelas espaciadoras, si la presión del resorte no es la adecuada existen arandelas especiales para corregir esta situación.

6.    Medición de la rectitud del resorte.

También se debe medir la rectitud del resorte de válvula, en al menos dos lugares a 90° de distancia entre sí, generalmente se admite una distorsión  máxima de 1/16” de pulgada.

Holgura de aceite estándar:	0.035 -0.072 mm.
Holgura de aceite máxima:	0.100 mm.

8)   INSPECCIÓN DEL ÁRBOL DE LEVAS.

A)   Inspección del árbol, de levas y sus cojinetes

1.     Coloque el árbol de levas en la culata.

2.    Coloque una tira de cinta plastigage en cada muñón y en la parte superior del agujero de aceite.

3.    Coloque las tapas de cojinetes en cada muñón con las flecha apuntando hacia el frente.

4.    Apreté los pernos de las tapas gradualmente en el orden de espiral, sin girar el árbol de levas.

Torque: 130 Kg.-cm. (9 lb.-pie, 13 N-m.)

5.    Quite las tapas de los cojinetes.

6.    Mida el plastigage en su punto más ancho, utilizando la medida que viene en el empaque de la cinta.

Contragolpe estándar:	0.020 – 0.200 mm.
Contragolpe máximo:	0.300 mm.

Si la holgura es superior a la máxima permitida, sustituya el árbol de levas. Si es necesario sustituya las tapas de cojinetes y la culata haciendo juego.

7.    Remueva totalmente el plastigage.

8.    Mida la holgura de aceite del árbol de levas de admisión usando el mismo procedimiento anterior.

B)   Inspección del contragolpe (juego axial) del engrane del árbol de levas.

1.     Instale el árbol de levas.

2.    Usando un indicador de esfera, mida el contragolpe.

3.    Retire el árbol de levas.

9)   INSPECCIÓN DE LOS CILINDROS

Medición del diámetro interior de los cilindros.

Usando el calibrador de cilindro  mida el diámetro interior de los cilindros en las posiciones A, B y C en las direcciones de empuje y axial.

Diámetro máximo estándar 81.23 mm. Diámetro de sobre medida 0.50:  81.73 mm.

Existen 3 tamaños estándar de cilindros, se encuentran marcados en el bloque de cilindros.

Diámetros estándar:	Marca 1:        81.00 - 81.01 mm
	Marca 2:        81.01 - 81.02 mm
	Marca 3:        81.02 - 81.03 mm.
Diámetro sobre medida 0.50:	81.50 - 81.53 mm.

           

10)INSPECCIÓN DE LOS PISTONES.

A)  Verifique el acoplamiento entre pistón y pasador.

1.     Mueva el pistón de un lado a otro en el pasador.

2.    Si se mueve rápidamente o si existe demasiada holgura, sustituya el pistón y el pasador en conjunto.

B)   Medición del diámetro del pistón y la holgura de   aceite.

1.     Usando un micrómetro, y colocando el pistón cabeza abajo, mida el diámetro en ángulo recto a la línea central del pasador, a una distancia de 38.5 mm por debajo del borde inferior de la falda.

Existen 3 tamaños de pistones estándar.

Diámetros estándar:	Marca 1 :         80.93-80.94 mm.
	Marca 2 :         80.94-80.95 mm
	Marca 3 :         80.95-80.96 mm.
Diámetro sobre medida 0.50:	81.43-81.46 mm.

Si la holgura no esta dentro del rango especificado sustituya los pistones. Si es necesario, rectifique los cilindros o sustituya el bloque de cilindros. De instalar un nuevo bloque utilice pistones del tamaño marcado en el bloque nuevo.

C)   Inspección de los anillos.

Usando un calibrador de espesores mida la holgura entre la ranura del pistón y el anillo nuevo.

Holgura de la ranura:	N° 1 : 0.04-0.08 mm.
	N° 2 : 0.03-0.07 mm.

Si la holgura no está dentro del rango especificado, sustituya el pistón.

D)  Inspección de la separación en los extremos del anillo.

1.     Instale el anillo del pistón en el cilindro.

2.    Usando el pistón, empuje un poco el anillo hasta punto inferior

de la carrera del anillo a 0.87 mm. de la superficie del bloque de cilindros.

3.    Usando un calibrador de espesores, mida la separación del extremo del anillo.

Separación de los extremos de los anillos.

	Separación estándar.	Separación máxima.
N° 1.	0.25-0.35 mm.	1.07 mm.
N° 2.	0.15-0.30 mm.	1.02 mm.
Aceite.	0.10-0.60 mm.	1.62 mm.

a.    Si la separación sobrepasa la máxima, sustituya el anillo.

b.    Si con anillo nuevo la separación es mayor que la máxima, rectifique el cilindro y use anillos de sobre medida.

1)   PROCESO DE MEDICIÓN DE COMPONENTES DEL BLOQUE DEL MOTOR.

A)  seleccionar la herramienta y equipo a utilizar para realizar las mediciones.

- Compresor de aire. - Grúa móvil. - Indicador de esfera.

-Calibrador de espesores. –Regla de precisión. -Calibrador de cilindros.

-Manguera de transferencia de aire. -Cinta plastigage.

B)   Buscar fisuras en el bloque de cilindros.

    El sobrecalentamiento del motor puede producir fisuras que comuniquen los canales de agua con los de aceite.

Para buscar estas fisuras se utiliza aire comprimido, aplicando el siguiente procedimiento:

1.     Tapar todos los agujeros de los canales de agua, dejando uno con una boca para acoplar la manguera de aire comprimido.

2.    Sumergir el bloque en un tanque (pila) con agua caliente (85°-95° C). Si no se tiene un tanque apropiado, se llenan los canales con agua y se aplica mayor presión de aire.

3.    Aplicar aire comprimido al bloque y observar si se desprenden burbujas de aire. Las burbujas indican que el bloque esta fisurado.

4.    El bloque que presenta fisuras debe ser sustituido.

2)   MEDIR LA HOLGURA DE JUEGO AXIAL DEL CIGÜEÑAL

Holgura de empuje estándar:	0.02 - 0.22 mm.
Holgura de empuje máxima:	0.30 mm.

JUEGO AXIAL: Es la holgura en sentido horizontal que existe entre el cigüeñal y las tapas de bancada, con el objetivo de evitar el desgaste excesivo.

A)   Medición del juego axial

1.     Coloque el cigüeñal en los soportes de bancada armados con sus cojinetes y/o arandelas de empuje.

2.    Usando un indicador de carátula (2), mida la holgura de empuje mientras apalanca (1) el cigüeñal moviéndolo de un lado a otro con destornillador.

A)  Medición de la holgura de aceite del cigüeñal.

1.     Coloque en los muñones principales del cigüeñal una tira de cinta plastigage.

2.    Coloque el cigüeñal en el bloque.

3.    Instale las tapas de bancada, con sus cojinetes y arandelas de empuje.

4.    Apreté los tornillos de las tapas.

Torque 610 Kg.-cm, 44 lb.-pie o el que indique el fabricante

5.    Afloje los tornillos, retire las tapas de bancada y la parte inferior de las arandelas de empuje.

6.    Mida el plastigage en su punto más ancho.

7.    Limpie completamente el plastigage.

Medidas de holgura de aceite para cojinetes Holgura  de aceite estándar:  0.015 – 0.033 mm. Holgura de aceite en submedida: 0.013 – 0.053 mm. Holgura de aceite máxima:               0.100 mm. Holgura de aceite para cojinetes nuevos: 0.015 – 0.045 mm.

3)   TIPOS DE REPARACIÓN QUE SE REALIZAN EN LOS CILINDROS.

A)  CAMBIO DE CILINDROS

En los motores mas pequeños los cilindros suelen tener precios tan accesibles que lo más económico es cambiarlos cuando llegan a su limite de desgaste.

Después de muchas horas de trabajo, el carbón y el oxido prácticamente dejan pegadas las camisas a las paredes del cilindro. El método para extraerlas depende de su tamaño y del tipo de motor, para ello se deben tener en cuenta las siguientes reglas:

1.     Las camisa se saca siempre con un extractor, este puede ser de impacto o de tornillo (husillo).

2.    Cuando no se puede mover la camisa con el extractor, se tienen que disolver las incrustaciones calcáreas dejadas por el agua con mezclas de ácidos, disolventes o aceites penetrantes. En otros casos se utilizara calor, sumergiendo el bloque en agua caliente y llenando el cilindro con agua fría.

B)   RECTIFICADO DE LOS CILINDROS.

En el rectificado los cilindros son cortados hasta llegar a la primera sobremedida estándar.

Deben cambiarse los pistones por unos de la misma sobremedida, para dejar la holgura correcta entre el pistón  y el cilindro. Luego del corte se esmerila la superficie para su acabado final.

Existen diverso modelos de maquinas y herramienta para rectificar el bloque de cilindros, estos trabajos deben ser realizados por mecánicos con experiencia y responsables de su trabajo.

Se deben rectificar todos los cilindros al diámetro de los pistones de sobre medida, y  sustituir los anillos.

Selección del rectificado sobre medida.

Diámetro de sobre medida. 0.25,  0.50, 0.75 y 1.0 mm.

Cálculo de la cantidad a rectificar en los cilindros.

1-    Usando un micrómetro y con la parte superior del pistón en ángulo recto a la línea central del pasador, desde el borde inferior de la falda.

2-   Calcule el tamaño del cilindro a rectificar de la siguiente manera:

Tamaño a rectificar = P + C – H

Donde:           P = Diámetro del pistón.

                        C = Holgura del pistón. Entre 0.06-0.08 mm.

                        H = Tolerancia de rectificado. Menos de 0.02 mm.

C)  

ESMERILADO O BRUÑIDO DEL CILINDRO

Después de rectificado el cilindro debe ser esmerilado o bruñido para dejar un acabado preciso, no puede ser demasiado fino porque los anillos tardarían en asentarse, si demasiado áspero porque los gastaría antes de lo debido.

Los cilindros se esmerilan de la siguiente manera:

1)    Utilizando piedras de un grano especifico para obtener un acabado preciso.

2)   Las piedras deben ser limpiadas constantemente para que los residuos no se apelmacen en ellas.

3)   Deben consultarse las especificaciones del fabricante sobre la herramienta, la piedra o el aceite para humedecer las piedras.

4)   La esmeriladora debe ajustarse por la parte mas estrecha, no debe bailar dentro del cilindro al girar y también tiene que entrar y salir sin dificultad cuando esta parada.

5)   Se busca esmerilar los puntos resaltados de la pared del cilindro, se hace con movimientos verticales bajando 3 centímetros a la vez sin hacer mucha presión, pues algunas piedras son muy cortantes y no se debe ampliar mucho el diámetro del cilindro.

6)   El acabado debe revisarse constantemente con el tacto para detectar las irregularidades, por eso la esmeriladora de aplicarse superficialmente y regularse con forme se avancé con el trabajo.

7)   Al final debe lavarse bien el bloque.

D)  DESVITRIFICADO (BRUÑIDO) DE LOS CILINDROS.

Los cilindros de motores pequeños se desvetrifican en lugar de rectificarse, si no se tiene el propósito de cambiarlos.

Este proceso deja un fino acabado, sin rayaduras, pero no aumenta el tamaño del cilindro, lo que permite instalar pistones de la medida original. La superficie del cilindro queda con un rayado oblicuo entrecruzado, que forma celdas que retienen el aceite durante el periodo de suavizado o asentamiento de los anillos, el rayado oblicuo no permite que los anillos se desgasten antes de lo debido.

El desvitrificado se hace de la siguiente manera:

1- Se desmontan los pistones y las bielas, se tapa el cigüeñal con trapos limpios o papel húmedo. Es recomendable sacar las camisas y colocarlas en un motor inservible para desvitrificarlas.

2-Las paredes del cilindro se bañan con aceite de motor, utilizando algodón.

3-La mejor herramienta consta de un cepillo rotatorio de alambre con    puntas romas y un taladro.

4-Deben darse cuatro pasadas a cada cilindro, haciendo girar el cepillo a baja velocidad subiendo y bajando para obtener el acabado oblicuo necesario.