UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO

FACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGRICOLA

“TRABAJO Nº 4”

CURSO :

ELEMENTOS DE MAQUINAS Y MOTORES

DOCENTE :

Ing. BANCES DAMIAN HENRY

ALUMNO :

MEJIA MARTINEZ ELVIS YOEL

CODIGO :

135 111- F

CICLO : 2015 – I

Lambayeque, julio de 2015

INDICE

INTRODUCCION...............................................................................................................2

OBJETIVOS........................................................................................................................2

EL MOVIMIENTO FUNDAMENTAL DEL MOTOR.......................................................3

1. PISTÓN.......................................................................................................................3

a) La cabeza:...................................................................................................................4

b) La falda:.....................................................................................................................4

Las funciones del pistón son básicamente tres:..............................................................4

2. Segmento.....................................................................................................................5

Tipos de segmentos según el trabajo que realizan..........................................................6

Segmentos de compresión...........................................................................................6

Segmento de engrase...................................................................................................7

3. Bulón...........................................................................................................................7

a. Estructura.................................................................................................................8

b. tipos de bulones.......................................................................................................8

Bulón fijo al émbolo.......................................................................................................8

Bulón fijo a biela.........................................................................................................8

Bulón flotante..............................................................................................................9

c. Lubricación del bulón..............................................................................................9

4. Biela..........................................................................................................................10

5. Cigüeñal....................................................................................................................11

6. Volante......................................................................................................................11

BIBLIOGRAFÍA................................................................................................................13

INTRODUCCION

El presente trabajo es con la finalidad de profundizar los conocimientos sobre el movimiento principal del motor. Nosotros como estudiantes de la FACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA nos interesa en adquirir nuevos conocimientos al respecto para profundizar y formar profesionales de buena categoría.

El trabajo contempla en el funcionamiento, sus partes que lo conforman, tipos de pistones y daños que representa durante su funcionamiento dentro del motor, así también hablaremos otros elementos ( biela, cigüeñal, volante, bulón, segmentos)que junto al pistón hacen que el motor tenga movimiento; estas informaciones nos alimenta a nuestro conocimiento, a la vez complementamos con los aprendizajes adquiridos en la universidad .

OBJETIVOS

Conocer el movimiento fundamental del motor ya que es de gran importancia

Informarnos sobre las funciones que realizan cada uno de los elementos móviles del motor

EL MOVIMIENTO FUNDAMENTAL DEL MOTOR

El grupo de elementos motrices es el encargado de transformar la energía térmica, desarrollada en el interior del cilindro, en energía mecánica, a través de un sistema biela-manivela que transforma el movimiento alternativo del émbolo en movimiento de rotación del cigüeñal.

El conjunto está formado por una serie de elementos sometidos, durante su funcionamiento, a grandes esfuerzos y altas temperaturas. Por ello están dotados de características especiales, en función de tipo de motor y de la potencia a desarrollar.

1. PISTÓN Un pistón se divide en la cabeza, la zona de arcos, el vástago y los cubos del perno. La cabeza del pistón es la superficie que está en contacto con la mezcla, la cual puede ser abombada hacia fuera o hacia adentro y, en algunos casos, plana. La zona de arcos es el área comprendida entre la cabeza y el vástago que consta de varias hendiduras a lo largo del radio del pistón que tienen la función de evitar que los gases escapen al cárter y provoquen perdida de potencia y deterioro del aceite. Por otro lado, dependiendo de la geometría sirven para escurrir el aceite sobrante y lo devuelven al cárter. Así también evitan el paso de aceite a la cámara de combustión. El vástago del pistón es el área que sirve para guiar el pistón en el cilindro, en donde se transmiten los movimientos laterales que se producen con el movimiento de la biela. Por último los cubos del perno son los que reciben el esfuerzo del pistón al perno, que es la unión entre el pistón y la biela.

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Tiene forma de vaso invertido. Se fabrica de alpax (aleación de aluminio) ysilicio.

a) La cabeza:Es la parte que recibe la presión originada por la explosión. Comporta unasranuras donde se alojan los segmentos que aseguran la estanquidad.Cerrado en la parte superior por la culata, se forma la cámara donde se desarrollan las diferentes

Fases del ciclo:

Su diámetro interior es una característica que define la potencia del motor.Puede ser de dos tipos:

El bloque puede ser: de camisas secas o de camisas húmedas.

1º. Su colada es realizada en fundición gris de grano fino, aleada conníquel o cromo que aumentarán la dureza y la resistencia a la corrosión de loscilindros, corrosión debida a los ácidos formados en la combustión.

2º.El bloque cilindro con camisas amovibles constituye simplemente uncárter hueco, en fundición o aluminio. Después de su fabricación, recibirá en elinterior, unos cilindros en fundición centrifugada, previamente rectificados y tratados por nitruración o por cromado.

b) La falda:Está constituida por una pared delgada que tiene por misión el guiar el pistón en el cilindro. La falda soporta los bulones, en acero que sirven de guía y eje de la biela sobre el pistón. El pistón es un elemento móvil animado de un movimiento alternativo rectilíneo. Este movimiento le es imprimido en el tiempo de explosión por el empuje de los gases y durante los otros tiempos por la biela.Estas camisas, llamadas "húmedas", pues ellas están en contacto directo con el agua de refrigeración, son mantenidas por la culata apretada sobre el bloque.

Las funciones del pistón son básicamente tres: Cerrar y obturar la cámara de combustión interna con respecto al cárter o

caja de cigüeñal.

Recibir las fuerzas causadas en la combustión a través de la biela y transmitirla al cigüeñal como fuerza de torsión.

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Transmitir el calor producido por los gases de combustión hacia las paredes del cilindro para que sean refrigeradas por el lubricante.

Durante el movimiento del pistón en el cilindro ocurren dos tipos de fuerzas en éste, una paralela al movimiento del pistón y otra lateral, la cual causa que el pistón choque contra las paredes del cilindro. Esto da origen a un movimiento zigzagueante del pistón y que da origen a ruido. Con el propósito de aminorar esto se disminuye el juego y se aumenta la longitud del vástago.

Durante la explosión de la mezcla se crean temperaturas muy altas en el cilindro, lo que causa la dilatación de los materiales. Esto puede ser disminuido teniendo una adecuada geometría del pistón para compensar la dilatación térmica en los distintos sitios del pistón. Así también la conductividad térmica debe ser tan buena como sea posible con el objeto de que el calor sea eliminado rápidamente.

En cuanto a las características del material, estas deben de cumplir con los siguientes requerimientos.

Poca densidad. Buena resistencia aun a altas temperaturas. Buenas propiedades de deslizamiento. Gran resistencia frente al desgaste.

En automóviles comerciales lo que normalmente se utiliza para cumplir con esas características son las aleaciones de materiales a base de aluminio sinterizado, los que se manejan a base de fundición en coquilla.

2. Segmento

Son los elementos encargados de efectuar la estanqueidad entre el pistón y el cilindro.

Los segmentos son unos anillos elásticos situados sobre las ranuras practicadas en la cabeza del pistón. Tienen como misión:

Hacer estanco el recinto volumétrico durante el desplazamiento del émbolo.

Asegurar la lubricación del cilindro Transmitir el calor absorbido por el émbolo, a la pared del cilindro para su

evacuación.

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Tipos de segmentos según el trabajo que realizan 

Existen dos tipos de segmentos:

Segmentos de compresión. Segmentos de engrase

Segmentos de compresión

Los segmentos de compresión están destinados a realizar el cierre hermético del cilindro y van colocados en número de 2 ó 3 en la parte superior del émbolo. Su posición en el pistón hace que estos segmentos sean los más afectados por la temperatura y las elevadas presiones que se originan durante el ciclo. El primero de ellos es el que recibe directamente los efectos de la explosión, por lo que también se le conoce como "segmento de fuego".

Su forma rectangular les permite adaptarse perfectamente a la pared del cilindro y facilita la transmisión del calor y su montaje flotante sobre la ranura del émbolo para compensar las dilataciones que en ellos se producen. Los segmentos deben poder moverse en sus alojamientos libremente con una holgura axial calculada. También deben contar con una abertura entre puntas es necesaria para asegurar en todo momento una presión radial del segmento sobre las paredes del cilindro a pesar de las dilataciones y del desgaste.

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Segmento de engrase

Los segmentos de engrase también llamado segmento "rascador", van situados por debajo de los de compresión, tienen la misión de barrer, durante el descenso del émbolo, el exceso de aceite depositado sobre la pared del cilindro, permitiendo, dentro de unos límites, su paso a la parte alta del mismo. El aceite que no es arrastrado por el segmento de engrase es recogido por los segmentos de compresión, y una mínima cantidad pasa a lubricar la zona alta del cilindro.

Los segmentos de engrase suelen ir provistos de un muelle expansor que asegura el contacto continuo con el cilindro.

3. Bulón

(Perno, pasador o eje) es un eje de acero con el centro hueco que sirve para articular el émbolo a la biela y es el eje con respecto al cual oscila esta última. Es la pieza que más esfuerzo tiene que soportar dentro del motor.

Este pasador trabaja en condiciones de carga de signo variable en el proceso de cuatro tiempos y próximas a las de carga pulsante en caso del proceso de dos tiempos. Además, el bulón experimenta carga térmica debida a la transmisión de calor desde la cabeza del émbolo y al desprendimiento de aquél que se produce por el rozamiento del propio bulón con el pie de la biela y con los tetones del émbolo. Como resultado de esto se crean unas condiciones desfavorables para conseguir el rozamiento fluido. Debido a que el rozamiento es semifluido, el bulón

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y las superficies que están en contacto con él; los tetones del émbolo y del pie de la biela se desgastan mucho

a. Estructura

Para conseguir unas condiciones normales de funcionamiento del bulón su estructura debe satisfacer las condiciones siguientes: poca masa, mínima deformación durante el trabajo, buena resistencia a las cargas de choque, y gran resistencia al desgaste y a las cargas variables. El bulón se hace de forma cilíndrica hueca.

b. tipos de bulones

Bulón fijo al émbolo

En esta forma de montaje el bulón queda unido al émbolo a través de un tornillo pasador o chaveta, mediante los cuales se asegura la inmovilización del bulón. La unión bulón-biela se realiza por medio de un cojinete de antifricción.

Bulón fijo a biela

En este tipo de montaje, la biela se fija al bulón a través de un tornillo de cierre. En este caso, el bulón gira sobre su alojamiento en el émbolo.

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Bulón flotanteEn este sistema el bulón (3) queda libre tanto de la biela (2) como del émbolo (1). Es el sistema más empleado en la actualidad pues, además de un fácil montaje, tiene la ventaja de repartir las cargas de rozamientos entre ambos elementos.

La unión con la biela se realiza a través de un cojinete antifricción (4). El bulón se monta en el émbolo, en frío, con una ligera presión, de forma que al dilatarse queda libre. Para mantener el bulón en su posición de montaje y evitar que pueda desplazarse lateralmente, en unas ranuras (5) practicadas sobre el alojamiento del émbolo se monta unos anillos elásticos (6) cuyas medidas están normalizadas.

c. Lubricación del bulón

En el pie de la biela se lubrica el bulón con el aceite que salpica el mecanismo de biela y manivela, que llega al bulón por un orificio que hay en el mencionado pie, o con el aceite que llega por un conducto practicado en la biela, procedente del muñón de biela del cigüeñal.

4. Biela

La biela está constituida principalmente por:

• El ojo de biela que recibe el perno del pistón.

• El vástago de la biela que une el pie de la biela con la cabeza.

• El pie de la biela que envuelve el cojinete.

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• El apoyo o cojinete que sujeta al cigüeñal.

El cojinete de la biela debe tener juego con el muñón del cigüeñal que depende de las propiedades del material empleado para el cojinete, del diámetro de éste, de la velocidad periférica del diámetro del muñón del cigüeñal en su cojinete de deslizamiento y de la dilatación térmica. En algunos casos se tienen cojinetes de rodamiento.

Debido al efecto realizado por el pistón de transmitir trabajo, lo que produce inercia y peso, que debe ser parado e impulsado muchas veces, ocurren grandes esfuerzos en las bielas que comienzan a hacer ruido debido al juego excesivo entre el cojinete de la biela y el muñón del cigüeñal. Esto se conoce como golpeteo y se causa principalmente por el desgaste o deterioro del cojinete.

5. Cigüeñal

El cigüeñal tiene como misión transformar la fuerza del pistón en un par de fuerzas, creando un momento de giro, que se transfiere al embrague principalmente. Su forma depende de la constitución del motor, como es el número de cilindros, el número de apoyos, la longitud de carrera, de la disposición de los cilindros y del orden de encendido.

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Debido a que el pistón y biela deben ser acelerados y desacelerados continuamente por el cigüeñal, en este aparecen grandes fuerzas de inercia, más fuerzas centrifugas debido a su oscilación. Ante las fuerzas presentes el cigüeñal es solicitado a presión y a flexión. Además en los apoyos se presenta mucho desgaste.

En el cigüeñal debido a los impulsos provocados por los pistones se presentan diferentes vibraciones determinadas por el número de revoluciones. Estas oscilaciones pueden provocar la rotura del cigüeñal y el aumento de ruido en el motor. Es por eso que algunas veces se utilizan amortiguadores de oscilaciones que constan de un par de discos volantes giratorios, que son presionados mediante resortes contra superficies de fricción solidarias con el cigüeñal. En el caso de que el cigüeñal experimente oscilaciones, estas se amortiguan por la inercia del par de discos volantes sobre la superficie de fricción.

6. Volante

Una de las partes constitutivas de un coche y que es desconocido por muchos, pese a su vital importancia, es el Volante Motor, encargado de acumular inercia y regularizar el movimiento del motor en todo su funcionamiento.

Básicamente consiste en una rueda bastante pesada, generalmente de fundición o acero, que es colocada en el extremo del cigüeñal más próximo a la caja de cambios, montada utilizando tornillos auto frenables que son descentrados para evitar errores en su colocación.

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El volante cuenta con el Entrante, la parte más importante del conjunto, que funciona como una especie de soporte para el embrague, lo que supone como una especie de control de la caja de cambios, haciendo que ésta funcione o no de acuerdo al accionamiento del mismo.

El volante posee una llanta, donde se suelen grabar referencias que son verificadas por el mecánico en el momento del reglaje de la distribución y en el encendido.

En toda su periferia, para poder engranar el piñón del motor eléctrico de arranque (también conocido como “automático”) esta pieza lleva un aro completamente dentado.

BIBLIOGRAFÍA

http://www.monografias.com/trabajos96/pistones/pistones.shtml

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http://www.aficionadosalamecanica.net/motor-elementos-moviles.htm

http://es.slideshare.net/marcosaperez5/partes-moviles-del-motor

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