biela

Materiales y Aleaciones utilizadas en la construccin de un Motor AlternativoEquipo 2:Becerril Tapia GabrielCabrera Saavedra FlavioHerrera Can HugoJimnez Guadarrama JaimeRomn Salgado Alfonso Torres Ronzn RobertoFactores para la seleccin de Materiales.Funcin GeneralEstructural, soporte, sellado, conduccin de calor, o combinaciones de estas.

2. AmbienteCargas, temperaturas, rango de temperaturas, exposicin a condiciones corrosivas o abrasivas.

3. Tiempo esperado de vida

4. Limitaciones de Espacio y Peso

5. Costo de la pieza terminada, as como Mantenimiento y Reemplazo.

6. Consideraciones Especiales (Apariencia, opinin del cliente, etc).

Cada parte debe ser diseada para funcionar satisfactoriamente in su ambiente operativo para un periodo adecuado, la importancia relativa de los factores 3 al 6 varia considerablemente con el tipo de servicio.En aviacin, la importancia del peso ligero y espacio pequeo justifica costos mas altos y vida mas corta de la que se deseara obtener.

En el caso de los motores de carros de pasajeros, es tan importante que se justifica el sacrificio en el tiempo de vida de sus partes.

Materiales EstructuralesSon aquellos que tienen la funcin esencial de soportar esfuerzos relativamente altos. Los materiales esforzados pesadamente incluyen aquellos que cargan y transmiten las fuerzas y torques producidas por la presin del cilindro y por la inercia de las partes mviles en el tren de potencia y en el engranaje de la vlvula.El xito de un material estructural se mide por la resistencia a la falla estructural. En los motores, la falla estructural ms comn es debido a la FATIGA.Fallas debido a desgaste, agrietamiento, corrosin, oxidacin, etc NO se clasifican como estructurales.

La siguiente tabla muestra algunas partes de los motores con los materiales mayormente usados en ellas, as como algunas aplicaciones y normas SAE.

Especificaciones sobre la columna 6 (MOTIVOS). Alta relacin Peso-PotenciaMuy alta relacin peso-potencia.Alta conductividad trmica.Puede ser fundida en formas intrincadas.Buenas propiedades de los rodamientos.Mejores propiedades de los rodamientos.Bajo costo (ADECUADO)Alta Termoresistencia.Resistencia a la Corrosin.Resistencia al desgaste.Resistencia y Resilencia.Impermeabilidad y durabilidad.Buena tratabilidad trmica.Turbo

Inconel15TIPOS DE ConstruccinEn los motores disel el turbocompresor est ms difundido debido a que un motor disel trabaja con exceso de aire al no haber mariposa, por una parte; esto significa que a igual cilindrada unitaria e igual rgimen motor (rpm) entra mucho ms aire en un cilindro disel.

Un "biturbo": es un sistema con dos turbocargadores de distinto tamao. A bajas revoluciones funciona solamente el pequeo, debido a su respuesta ms rpida, y el grande funciona nicamente a altas revoluciones, ya que ejerce mayor presin.

Un "biturbo en paralelo" o "twin turbo": es un sistema con dos turbocargadores pequeos de idntico tamao. Al ser ms pequeos como si fuera un turbocargador nico, tienen una menor inercia rotacional, por lo que empiezan a generar presin a revoluciones ms bajas y se disminuye la demora de respuesta.

Un "turbocargador asimtrico" consiste en poner un solo turbocargador pequeo en una bancada (la delantera en el motor V6 colocado transversalmente) dejando la otra libre. La idea no es conseguir una gran potencia, sino que la respuesta sea rpida.

Un "biturbo secuencial": se compone de dos turbocargadores idnticos. Cuando hay poco volumen de gases de escape se enva todo este volumen a un turbocompresor, y cuando este volumen aumenta, se reparte entre los dos turbocargadores para lograr una mayor potencia y un menor tiempo de respuesta. Este sistema es utilizado en el motor WankeldelMazda RX-8.

Un "turbocargador de geometra variable" (VTG): consiste en un turbocompresor que tiene un mecanismo de "aletas" llamadaslabesmviles que se abren y cierran haciendo variar la velocidad de los gases de escape al entrar en la turbina. A menor caudal de gases de escape (bajas revoluciones) se cierra el paso entre loslabes provocando que los gases aumenten la velocidad al entrar en la turbina; a mayor caudal (altas revoluciones) necesitamos ms paso y estos se abren.

Constitucin de un turbocompresor

NElemento1compresor2turbina3eje comn4vlvula de descargaovlvula waste gate

InconelBsicamente se funden tres piezas para crear el "turbocompresor de gases de escape":

El cuerpo de la turbina En un motor disel: normalmente tipos de fundicin de hierro nodular de alta aleacin, tales como D2 y D5.En un motor de encendido por chispa, debido a las altas temperaturas de trabajo: tipos de fundicin de acero austentico con contenidos de Ni y Cr.El cuerpo de los cojinetesNormalmente fabricada en hierro grisLa rueda de la turbina Aleacin base de nquel altamente termorresistente fundida y colada al vaco

EL CUERPO DE LA TURBINA

El cuerpo de la turbina es de vital importancia en este caso, puesto que se encuentra bajo tensiones trmicas extremadamente elevadas y es a su vez el componente ms costoso debido a su tamao, complejidad y material.

Materiales para el cuerpo de la turbina

En la actualidad, la mayora de cuerpos de turbina se producen mediante la fundicin de hierro nodular (calidad GJSA-XNiSiCr 35-5-2, es decir, Ni-resist D5 S). Segn la literatura especializada, este hierro fundido austentico con grafito nodular ofrece unas temperaturas de trabajo de hasta 850 C y, en algunos casos excepcionales, incluso puede llegar a alcanzar 900 C.

La turbina

La turbina es el componente del turbocompresor que est sometido a mayor tensin. En este caso, las temperaturas tambin alcanzan los 1.050 C y las fuerzas puramente mecnicas someten al componente a una tensin extrema. Por lo general, las turbinas se funden a partir de aleaciones base de nquel de alta resistencia. El proceso completo, desde la fusin hasta la colada, se realiza al vaco.

COMPRESORMaterialesPara la construccion del rodete mecanizado, se utiliza duraluminio. Este material, es una aleacion de aluminio y cobre que tiene muy buenas propiedades mecanicas a temperatura ambiente y resistente en altas temperaturas.

El cuerpo de los cojinetes

La conexin entre el cuerpo de los cojinetes y el cuerpo de la turbina es el factor ms decisivo en la vida til total del turbocompresor de gases de escape. El propio cuerpo de los cojinetes, por lo general, est fabricado en hierro fundido gris y colada mediante el mtodo de fundicin en arena.

Los anillos o aros para pistones

Los anillos estn fabricados con aleaciones de hierro dctil (X) cromo (KC) y molibdeno (K) con estas letras podrn identificar de que material estn fabricados los juegos, esto es importante para la adecuada seleccin de los anillos a utilizar en motores reanillados o rectificados.

Anillo SuperiorEl sellado seguro de la compresin permite obtener el mximo de la fuerza producida por el motor. Los anillos o aros superiores son fabricados para lograr un asentamiento instantneo y superior para que el sellado del cilindro (mbolo) sea optimo.Los juegos de anillos superior son revestidos con molibdeno, cromo o plasma-molibdeno para mejorar su rendimiento en condiciones exigentes. Estos materiales permiten que los anillos mantengan su integridad de sellado en presiones extremas y altas RPM

Segundo AnilloEl segundo anillo o aro esta fabricado de hierro S.A.E.-J929A lo que proporciona una durabilidad excelente y un superior control del aceite. La funcin primordial del segundo anillo es el control del aceite, el diseo del anillo con una cara cnica le permite funcionar como una raspadora, reduciendo de esta manera la posibilidad de que el aceite pase a la cmara de combustin. El diseo especial de ste segundo anillo permite una ruta de escape para los gases de combustin residuales, reduciendo as, la presin entre los anillos y manteniendo el anillo superior asentado en su ranura. Sin esta ruta de escape, la presin atrapada levantara el anillo superior causando vibraciones y reduciendo el sellado en altas revoluciones.

Anillo de control de aceite SS-50U. Los expansores SS-50U se fabrican en acero inoxidable electropulido para obtener una superficie suave y resistente a la corrosin. Este diseo nico permite, a los anillos o aros, mantener una presin constante en condiciones de alta temperatura y tambin ajustarse a las paredes de los cilindros o mbolos an cuando estos estn gastados y deformados. Los rieles de aceite cromado son pre-asentados en la fabrica permitiendo la distribucin de aceite tan pronto se enciende el motor, provee un control de aceite mximo y permite una ruta de retorno excelente en el barrido del aceite.

biela

FuncinLa biela convierte el movimiento alternativo del pistn en movimiento rotativo. Por otra parte, la biela transfiere las fuerzas del pistn al cigeal. importanciaEl peso y diseo de la biela tiene una influencia directa en la relacin potencia peso, potencia de salida y un funcionamiento sin problemas del motor. Es por eso que las bielas que han sido optimizadas en trminos de peso estn ganando ms importancia en trminos de la calidad de motor en marcha.

Condiciones de operacinLa biela est sometida a una carga ejercida por la fuerza de los gases dentro del cilindro y la inercia de las masas en movimiento.La deflexin lateral en el plano de oscilacin de la biela genera fuerzas centrfugas que conducen a una flexin.

El movimiento acelerado y desacelerado de las masas en la biela genera una deformacin por tensin en el cuerpo de la biela. Por lo tanto la biela est sometida a la alternancia de fuerzas de tensin y compresin. En los motores diesel y de gasolina turboalimentados la magnitud de las fuerzas de compresin supera a las fuerzas de tensin. Por esta razn la resistencia al pandeo debe ser cuidadosamente examinada cuando se disee la biela.

Materiales

Dependiendo de las particularidades de la aplicacin y las cargas resultantes a las que se ve sometida la biela, determinados materiales pueden ser utilizados para su fabricacin.

Materiales de fundicinLos materiales para fundicin usados ampliamente en la fabricacin de las bielas son el hierro nodular fundido (GGG-70) y el hierro negro maleable fundido (GTS-70). El GGG-70 tiene ventajas tcnicas y econmicas comparadas con el hierro negro maleable. En particular, la resistencia a la oscilacin especfica, la cual es importante en las bielas, es considerablemente mejor en el GGG-70.El GGG-70 es un material de fundicin hierro carbono; inclusiones de grafito que son en gran parte esfricas, son introducidas en una estructura de base que es primordialmente perltica. La forma compacta del grafito da al material una fortaleza y ductilidad ptima. Al mismo tiempo, el grafito es tambin responsable de las buenas propiedades de la fundicin. La estructura requerida es creada durante el proceso de fundicin sin un tratamiento trmico posteriorAceros forjados y aleacionesLa gran mayora de las bielas son manufacturadas en acero mediante el proceso de forja. En la mayora de los casos los aceros microaleados como el 27MnVS6 BY o aceros al carbono de alto manganeso tales como el C40 mod BY son usados. Aceros con alto contenido de carbono (C70 S6 BY) son usados para bielas forjadas y bielas crackeadas. Estos materiales alcanzan una resistencia a la tensin Rm=1000MPa.Para bielas de alto desempeo est el 34CrNi-Mo6 V (o 42CrMo4), una aleacin de acero que alcanza una resistencia a la tensin de 1200 MPa. En este caso, un tratamiento trmico adicional es requerido (endurecimiento).Nuevos desarrollos en acero han alcanzado resistencias a la tensin arriba de 1300 MPa. Estos materiales son identificados con la designacin C70+.

Materiales alternativosAdems de los materiales usados en la produccin en masa de bielas, investigaciones en el uso de materiales alternativos persiguen sobre todo el objetivo de reducir el peso de la biela mientras que se mantiene la capacidad de manejo de carga. La fibra de carbono reforzada de aluminio o fibra de carbono reforzada de plstico es usada para este propsito.

Las bielas de titanio son ampliamente usadas en los autos de carreras, cuan las cuales se alcanza una considerable reduccin del peso. La desventaja de las bielas de titanio es la fuerte tendencia a expandirse de los agujeros durante la operacin. Otro inconveniente es el hecho de que el titanio no es compatible con el acero en trminos de friccin. Sumado a esto, est el hecho de que el costo para producir en masa las bielas de este material es muy elevado.

Metal en PolvoMateriales como el Sint F30 y Sint F31 ests disponibles para manufacturar bielas por pulvimetalurgia. Poseen una resistencia a la tensin de hasta 900 Mpa.

Monoblock

bulnLos wristpins hacen la conexin entre el pistn y la biela. Estn sometidos a cargas alternativas ejercidas por la presin de los gases de la combustin y la inercia de las masas en movimiento.

MaterialesLos bulones deben ser ligeros, una calidad superficial buena, precisin dimensionar, y una superficie dura.Los materiales usados hoy en da son los aceros endurecidos 17Cr3 y 16MnCr5. Aleaciones de acero nitrado 31CrMoV9 puede ser usado cuando es anticipada una carga mucho mayor.Los bulones usados en autos de carreras son manufacturados en un proceso de refundicin de electroescoria para asegurar un alto grado de pureza en el material. El monoblock es el componente que encierra a los cilindros y la camisa de refrigeracin, as como los soportes de apoyo del cigeal.

CargasDebido a la variedad de funciones que lleva a cabo, el monoblock est sometido a diferentes tipos de cargas que ests superpuestas la una a la otra. Se expone a cargas de tensin y compresin, flexin, y torsin como resultado de las fuerzas de las masas y las fuerzas. Consideradas individualmente, estas son:Fuerzas de los gases de ignicin, las cuales tienen que ser absorbidas por los tornillos de culata y los cojinetes del cigeal.Momentos internos en las masas (momentos flexionantes), resultado de la rotacin y el movimiento alternativo de las fuerzas de las masas.Momentos de torsin interna entre cilindros individuales.Par del cigeal y las fuerzas de reaccin resultantes en los soportes del motor.El efecto de las fuerzas y los momentos resultantes, ambos dentro y fuera del monoblock, dependen del diseo del mismo.

Parmetros en el diseoLos parmetros principales en el diseo que tienen efecto en las cargas aplicadas en el monoblock son el nmero y arreglo de los cilindros, el arreglo de los muones de cigeal, y la secuencia encendido.La resistencia del monoblock est determinada por el material usado, por la eleccin del tratamiento trmico, el cual depende del material y del proceso de colado, y el diseo.

MaterialesLos materiales comunes del monoblock, en comparacin con la fundicin de hierro vermicular (hierro con grafito compactado) y las propiedades ms importantes de los materiales se muestran en la imagen.

Reduccin de peso mediante seleccin de materialesHoy en da, la mayora de los monoblock de produccin masiva son de fundiciones grises. La necesidad de reducir peso ha resultado en el uso ms frecuente de aleaciones de silicio de aluminio en motores de pequea cilindrada.

Adems de la densidad, propiedades adicionales de los materiales (resistencia a la fatiga, mdulo de Young) tienen que ser tomadas en cuenta. En comparacin con los monoblocks de fundicin gris, el peso de los monoblocks de aluminio puede reducirse en 40% a 60%, dependiendo del tamao del motor.

En los monoblocks hechos de fundicin gris, es posible reducir el peso con una combinacin de optimizacin de la estructura y una colada de pared delgada. Con esta tcnica se pueden obtener un espesor de las paredes de hasta 3mm en comparacin con las paredes de los monoblocks de fundicin gris que llegan a tener espesores de 4 a 5.5 mm.

ggvUsando una fundicin vermicular de hierro (GGV), una fundicin con gran resistencia, son posibles reducciones de peso de hasta el 30% en comparacin con los materiales de fundicin convencionales tales como el GG 25 (hierro fundido).

Las ventajas de sustituir el GGV por el GG 25 en la manufactura de los monoblocks incluyen potencial de ahorro de peso, mayor rigidez, y mejores propiedades acsticas. Los costos del material son perjudiciales, estimando un precio del 20% al 28% mayor.

MagnesioEl magnesio es un material que posee una densidad an ms baja que el aluminio. Los monoblocks de aleaciones de magnesio han sido usados en el pasado en motores enfriados por aire y en los componentes de los motores con cilindros opuestos, tales como la carcasa de accesorios, la cual tambin puede estar construida de aluminio.Las desventajas en comparacin con los monoblocks de aleaciones de aluminio-silicio son los altos costos del material, su baja resistencia y su baja resistencia a la corrosin.

CojinetesLos ejes encontrados en motores alternativos generalmente ruedan en cojinetes planos. Estos tipos de cojinetes tienen gran capacidad para resistir golpes , propiedades de amortiguacin, fcil divisin para montaje, insensibilidad a la suciedad, bajos costos.

Cojinetes radiales planosCarga constante: Una pelcula de lubricante que separa al mun del cojinete causa una acumulacin de presin.

Carga dinmica: Alternan peridicamente tanto en magnitud y direccin por el resultado de fuerzas pulsantes del cigeal y el rbol de levas. El cambio en fuerza causa un desequilibrio que causa que el centro del eje cambie en direccin radial.

Friccin: Superficies en deslizamiento.

Cojinetes axialesUsados para estabilizar los ejes longitudinalmente y absorber el empuje axial generado por un dentado helicoidal y un posicionamiento angular.

Materiales de cojinetesEl monoblock, cigeal, biela, etc. Deben ser protegidos durante tanto tiempo como sea posible de cualquier consecuencia de una falla en el sistema. Cojinetes de metal son construidos para que puedan absorber las consecuencias adversas. Son hechos de una matriz mas dura (CuSn, AlCu) dentro de la cual son incrustados las fases suaves que se funden a temperatura mas baja (principalmente Pb, Sn). Esto produce una aleacin con propiedades buenas de transferencia de calor y coeficiente de friccin bajo. Hay 3 grupos de metales de cojinetes y 2 grupos de sobrecapas:

Metales de cojinetesMetal Babbit: Cojinetes sometidos a cargas bajas (cojinetes de rbol de levas y piones). Aleaciones SnSb8Cu y PbSn8 tienen excelentes propiedades de funcionamiento. Manufacturados en fundicin en arena o centrifuga para cojinetes de pared gruesa y en moldeo de bandas para cojinetes de pared delgada de dimensiones mas pequeas.Aleaciones de aluminio: Aleaciones AlSn son las mas comunes, buenas caractersticas de deslizamiento, excelente resistencia a la corrosin. AlZn4 y 5SiPb son usados cuando se trata de cargas pesadas (cojinetes de biela). El mtodo mas usado es el de fundicin con extrusin horizontal. La fundacin de bandas, permite un ancho de banda mas amplio y la combinacin de elementos con un alto porcentaje de fortalecimiento de la matriz y mayor contenido de fase blanda. Despus de la fundicin, las tiras son tratadas trmicamente, las aleaciones AlSn se unen despus a una capa delgada de aluminio. La unin con el acero se hace con el proceso de soldadura por friccin.

Metales de cojinetesAleaciones de Cobre: CuPbSn para materiales compuestos. CuAl o CuZn para materiales solidos. Para velocidades de deslizamiento superiores como las encontradas en los cojinetes de biela y cojinetes principales. Para movimientos de balanceo como en los balancines y en los bujes de pernos del piston.

Sobrecapas en cojinetesSobrecapas deben ser aplicadas a todos los materiales de cojinetes de alta resistencia con el fin de lograr propiedades de funcionamiento de adecuada calidad e insensibilidad a perturbaciones. Bsicamente hay dos tipos fundamentales de revestimientos: Sobrecapas electrochapadas: Estas capas son aplicadas en baos galvnicos con la aplicacin de una corriente. Es elaborado en un proceso de 4 etapas abarcando pretratamiento, aplicando y activando la capa intermedia, precipitando la sobrecapa, y usando posteriormente tratamiento trmico para estabilizar la estructura e inducir una unin por difusin suficiente. El mas encontrado es el sistema PbSn(8-18)Cu(0-8), donde la proporcin de Estao reduce sensibilidad a la corrosin y el Cobre incrementa durabilidad.

Sobrecapas en cojinetesSobrecapa pulverizada. La pulverizacin catdica es un proceso de recubrimiento en el cual un gas de trabajo (Argn) es ionizado en alto vaco. Un campo elctrico acelera los iones hasta el ctodo, el objetivo, y los tomos son desalojados desde el objetivo por el impacto de los tomos. Estos tomos se condensan en la superficie de rodadura del cojinete y forman la pelcula que fomenta el deslizamiento. La deposicin atmica crea una estructura fuerte con una distribucin extremadamente fina de la fase suave, la cual, a pesar de alta dureza de alrededor de 90HB, proporciona buenas propiedades de funcionamiento. AlSn20Cu es usada casi exclusivamente como una capa de pulverizacin para cojinetes de trabajo pesado, pero el proceso es, en principio, bastante flexible y permite deposicin de un rango mucho mas amplio de aleaciones. El nico inconveniente importante es el alto costo del revestimiento.

rbol de levasArboles de levas hechos de hierro colado son ampliamente usados y difieren en trminos de la microestructura y dureza.Arboles de levas ensamblados son hechos de componentes individuales (tubo, levas, brida de accionamiento, etc.) que han sido ensamblados. Los materiales pueden por lo tano ser adaptados exactamente para los requisitos particulares.Cuando las exigencias son extremas, arboles de levas forjados en acero o maquinados desde material solido son usados. Una nueva tecnologa de manufactura, arboles de levas de acero fundido, se encuentra actualmente en desarrollo.

rbol de levas de fundicin.Un rbol de levas hecho de hierro colado con grafito nodular o laminar es comnmente lo ideal para contacto deslizante y contacto de rodadura de baja carga en muchas aplicaciones.En el caso de hierro fundido en frio el rea de la leva es enfriado rpidamente enseguida de la fundicin para crear una estructura de carburo (ledeburita) resistente al desgaste con gran dureza.

rbol de levas ensambladoLo que sirve como la base para un rbol de levas ensamblado es un tubo al cual levas individuales son unidas por ajuste por contraccin, ajuste a presin, formado interior de alta presin, o un proceso de unin comparable. Acero o material de sinterizacion (acero en polvo) es usado para las levas.Las levas de acero son normalmente forjadas como una pieza en bruto; el barreno interior es despus maquinado, y la leva es montada en el tubo. Para alcanzar las propiedades requeridas del material, la leva puede ser endurecida y templada antes o despus del acoplamiento.

rbol de levas de aceroUsados para casi todas las aplicaciones con contacto de rodadura en vehculos utilitarios y en carros para muchos pasajeros son arboles de levas forjados en acero o arboles de levas de acero los cuales son maquinados a partir de un material solido. Cuando hay altas exigencias en trminos de resistencia a la torsin y/o tensin, los ejes de acero tambin tienen que ser usados para el contacto deslizante.Con los niveles de presin tolerables altos y las buenas propiedades mecnicas del material, estos arboles de levas pueden ser usados para demandas mximas, siempre que los materiales de unin tribolgicos correctos sean usados.

COLECTOR DE ADMISION

El colector de admisin suele fabricarse de aluminio, manganeso o de un material sinttico por ejemplo, la baquelita, ya que al no estar expuesto a las elevadas temperaturas del motor no sufre apenas dilataciones, reduciendo as el peso del mismo.

El colector de admisin tiene un diseo especfico, para mejorar el llenado de los cilindros de una forma ptima. Para permitir el paso del mayor flujo de aire posible, se tienden a fabricar lo mscortos y rectos posibles, adems de ser simtricos para asegurar que entra la misma cantidad de aire en cada cilindro. Normalmente, el interior del colector de admisin tiene una superficie rugosa, con lo que se genera una turbulencia del aire y contribuye a una mejor pulverizacin del combustible.

COLECTOR DE ESCAPE

Se fabrican de hierro fundido con estructuras perltica, ya que tiene que soportar altas temperaturas y presiones durante la salida de los gases. Como en el caso del colector de admisin, debe estar diseado para evitar toda contrapresin en el interior del cilindro y facilitar la salida rpida de los gases.BUJIASLa moderna buja est constituida por tres partes principales: el aislante, el cuerpo metlico y los electrodos

Aislante: Los materiales ms comnmente usados para la fabricacin de los aislantes son la sillimanita, la almina pura o aleada, la esteatita y la mullita (compuesta de almina y sillimanita). se fabrica con sistemas deinyeccino extrusin, torneado y luego pasa por un horno de coccin, donde sus dimensiones disminuyen cerca del 20 %.

El aislante tiene una doble funcin: primera, asegurar que la alta tensin producida por la instalacin de encendido venga conducida a lo largo del electrodo central y no desviada en otras y segunda, ser buen conductor del calor con objeto de disipar el calor producido por la combustin, que de otra manera podra daar el electrodo.

Cuerpo: se obtiene de aceros al azufre con contenido medio decarbonoy manganeso, se fabrica por extrusin en prensas de estampacin en fro. Estas prensas, del tipo de punzn mltiple, efectan el completo acabado del cuerpo de la buja, a excepcin de la rosca externa.

El electrodo de masa se aade por medio de soldadura, los cuerpos pasan a la mquina para obtener la rosca laminada y, finalmente, se someten a un acabado anticorrosivo, que puede ser bruido, cadmiado o cincado para obtener una ulterior proteccin contra la oxidacin durante el almacenamiento y empleo.

Electrodos: se fabrican conaleacinde nquel, cuya composicin vara segn las principales aplicaciones a las cuales se destinar la buja. pueden emplearse aleaciones ligeras de metales nobles como la plata, el platino o el oro-paladio.

El material empleado para la fabricacin de los electrodos de la buja debe poseer ptimas propiedades elctricas para reducir al mnimo el voltaje requerido para hacer saltar la chispa; debe ser tambin resistente a las temperaturas extremas, a la corrosin de los gases de la combustin y a la erosin elctrica.

Selladores: En la fabricacin de las bujas son necesarios dos selladores: uno se incorpora entre el electrodo central y el aislante, el otro entre el aislante y el cuerpo metlico. Estos selladores deben ser insensibles al calor, a la oxidacin y a la corrosin. Adems han de poseer un alto grado de resistencia elctrica y no deben reaccionar qumicamente con ningn otro componente de la buja.

Todo esto para asegurar constantemente una retencin hermtica de los gases de la combustin. El aislante, provisto del electrodo central, se une al cuerpo de la buja mediante rebordeado en caliente o en fro. Mquinas apropiadas efectan despus el corte del electrodo central y el doblado y calibrado del electrodo de masa. SelladoresLos diversos elementos que constituyen la buja estn unidos entre s mediante diferentes procedimientos que prevn la utilizacin de selladores en estado de polvo o selladores que necesitan de un ulterior tratamiento en horno.Transmisin por cadenasPINLa seleccin de los materiales del pin depender de las condiciones de operacin y la cantidad de poder a ser transmitido. Los materiales a usar son acero, aleaciones de acero y materiales sinterizados.Los materiales usados para piones de precisin procesados por corte incluyen C10 o 16MnCr5, y D11. Se acompaa de un tratamiento trmico adecuado para cada material.CADENAPuede estar fabricada de acero o aleaciones de acero, esto debido a que est sujeta a desgaste.CORREAsta est fabricada de caucho sinttico, nylon, goma y fibra de vidrio. Estos materiales tienen la caracterstica de ser flexibles para adaptarse a las poleas de arrastre y por otra parte no se estiran ni se alteran sus dimensiones.Las correas tienen mayores ventajas que las cadenas, tanto por su peso como por el ruido generado.Funciones: Estabilizar movimiento alternativo de la vlvula de tal manera que siempre est perfectamente posicionado en la superficie de sellado en el interior del inserto de asiento de vlvula.Gua de Vlvula

Absorbe las fuerzas laterales que actan sobre el vstago de la vlvula.

Deriva una parte del calor desde la cabeza de la vlvula a travs del vstago hacia la culata de cilindro.

Cargas a las que esta sometida.

Friccin al extremo de la vlvula (Fq).Fuerzas laterales ejercida por el resorte de la vlvula (Fj).La fuerza excntrica estandarizada en el extremo de la vlvula (Fe).Las fuerzas externas de los gases en el disco de la vlvula (Fgas).

Buenas propiedades de deslizamiento y de conductibilidad trmica. MaterialesFundicin gris con estructura perltica:

Este material se caracteriza por una buena resistencia al desgaste y se presta para la construccin de guas sometidas a un grado de solicitacin normal.

Fundicin gris con estructura perltica bsica y una concentracin elevada de fsforo:

La estructura reticular del fsforo incrementa notablemente la resistencia al desgaste y mejora las propiedades de rodaje de emergencia. Se utiliza en motores con un grado de solicitacin media.

Fundicin gris con estructura perltica bsica y una concentracin elevada de fsforo y cromo:

Se utiliza especialmente en motores sometidos a altos esfuerzos.Aleacin de Cu-Zn-Al:

Este material posee una buena resistencia al desgaste y excelentes propiedades deslizantes. Las guas de esta aleacin son idneas para motores que se someten a esfuerzos normales o medios.

Los vstagos de las vlvulas se componen principalmente de las cualidades martensticas o austenticas.La rugosidad de la superficie es R < 0.4 Despus del tratamiento del acabada superficial por pulido, es indispensable que los residuos del proceso de produccin sean eliminados por completo para evitar un mayor desgaste en las guas de vlvulas.El acabado de la superficie se puede mejorar mediante el cromado o nitruracin.El valor objetivo para la rugosidad superficial es R < 0.2 VASTAGOALEACIONES FERROSASSe utiliza este grupo de materiales donde las vlvulas de escape estn expuestas a una elevada carga trmica y mecnica.

En general, este grupo de material se conoce como aleaciones "Nimonic". ALEACIONES A BASE DE NQUELPara reducir la masa en movimiento en el tren de vlvulas, las actividades de investigacin actuales se centran en el uso de titanio y aleaciones de aluminio para las vlvulas.ALEACIONES DE METALES LIGEROSLos materiales cermicos en uso exhiben buenas propiedades de resistencia al desgaste.

No se requieren medidas de adaptacin especiales cuando los vstagos se utilizan en conjuncin con los materiales de gua de la vlvula.MATERIALES NO METLICOSLas microestructuras de estos aceros, que contienen pequeas cantidades de elementos de aleacin Cu, P y Sn, son generalmente ferrticas y perlticas. MATERIALES DE METAL EN POLVOEl cobre, cuando se utiliza como elemento de aleacin.Se mejora la estabilidad dimensional durante el proceso de sinterizacin. Tiene una influencia positiva en la conductividad trmica y propiedades mecnicas tales como dureza y resistencia. EstaoDa lugar a fases lquidas, incluso a temperaturas relativamente bajas de sinterizacin, culminando en mayor densidad en el componente sinterizado.El fsforo, junto con el hierro y carbono, forma la fase dura de Fe-P-C conocido en los materiales utilizados para la fundicin.Los lubricantes slidosLas Guas de vlvulas de metal en polvo son relativamente porosa. Sulfuro de MagnesioDisulfuro de MolibdenoGrafitiFluoruro de CalcioMejoran las propiedades de funcionamiento en seco en caso de que se interrumpe la lubricacin.Estos poros se llenan a menudo con aceite con el fin de proporcionar lubricacin bsica entre el vstago de la vlvula y la gua de vlvula cuando el motor arranca.Aleaciones forjadas a base de cobre a menudo se especifican para el uso en guas de vlvulas para motores de vehculos.

METALES NO FERROSOSLa heterogeneidad de las aleaciones de Cu-Zn ofrece la posibilidad de modificar las propiedades para adaptarse a las aplicaciones particulares. AluminioAumenta la fuerza sin ninguna influencia negativa. Al mismo tiempo, se mejoran las propiedades de deslizamiento.El material utilizado para guas de vlvulas es principalmente las aleaciones de CuZn40Al2. Magnesio SilicioMejora la resistencia al desgaste. Maquinabilidad es superior en comparacin con otros materiales de gua de vlvulas.Alta conductividad trmica es una propiedad beneficioso adicional de este material.1.- Resistencia al desgaste.

Las principales cargas en la gua de vlvulas se producen en los extremos, donde en el extremo hacia el puerto generalmente exhibe un desgaste ms severo que el extremo hacia el rbol de levas. Esto es debido a la mayor carga trmica en este extremo.

Materiales austenticos muestran una mayor propensin a desgaste adhesivo. Cuando se utiliza la superficie cromado o vlvula nitrurado, el problema aparece principalmente en la gua de la vlvula. El mayor desgaste en el extremo del puerto en el lado de escape plantea un problema. El aumento de la holgura entre la vlvula de un su gua puede permitir que los componentes del gas de escape para entrar y ser depositados en el rea de contacto de pie.

PROPIEDADES DE LO MATERIALES2.- Densidad.3.- Conductividad trmica.4.- Expansin trmica.5.- Dureza.6.- Contenido de aceite.7.- Maquinado.8.- Dimetro exterior.9.- Grosor de la pared.Los asientos de vlvula junto con la gua de vlvula son componentes importes del tren de vlvula y son esenciales para una perfecta ignicin y combustin con el cilindro.

En conjunto con la vlvula y estos componentes deben asegurar un sellado completo de la cmara de combustin de manera que la compresin y presin de ignicin requeridas se pueden generar en el interior del cilindro. El excesivo desgaste causa cambios en el parmetro de combustin y por lo tanto reduce el rendimiento del motor y los datos de emisin. Asientos de Vlvula

Cargas a las que esta sometida.

Carga mecnica en la zona de asiento de la vlvula.Cargas dinmicas ejercidas sobre el asiento de vlvula debido a la vlvula de movimiento en relacin con el inserto de asiento de vlvula.Lubricar el rea de contacto del asiento.Asociado en el desgaste.Se utiliza tanto en la admisin y los orificios de escape de los motores.

La alta proporcin de grafito libre en el material asegura buenas propiedades de funcionamiento de emergencia (en seco).

Las propiedades del material pueden mejorarse an ms mediante un tratamiento trmico, para mejorar la ductilidad, que es necesario cuando se utilizan vlvulas de titanio. El hierro fundido austentico se utiliza para armonizar con los coeficientes de dilatacin trmica que se encuentra en las culatas de aluminio. Aumentar la cantidad de carburo aumenta la resistencia al desgaste en este material.HIERRO FUNDIDOAleaciones de fundicinSe emplean como cualidades de endurecimiento para admisin y vlvulas de escape asientos de motores y alcanza temperaturas de hasta de 600 C.

FUNDICIN DE ACERO MARTENSTICOBuena resistencia a la corrosin mediante la adicin de cromo.Nquel de alta aleacin o aleaciones a base de cobalto. Estas aleaciones se utilizan sobre todo en el lado de escape en los motores. ALEACIONES NO FERROSASVentajas:Alto grado de carburos y fases intermetlicas. Excelentes caractersticas de alta temperatura, capaces de manejar hasta 875 C se alcanzan.

Desventajas:Alto costo de los materiales.Baja conductividad trmica.Difcil de maquinar.Materiales de metal en polvoACEROS DE BAJA ALEACINSe utilizan en la ingesta de insertos de asientos de vlvulas en los motores de gasolina. Estos materiales se basan en un sistema Fe-Cu-C. La estructura es ferrtica / perltica en la naturaleza, con una cuota de cementita. Mejorar las propiedades de desgaste. Nquel MolibdenoLubricantes slidos se utilizan a menudo para mejorar la susceptibilidad de mecanizado por corte. Este grupo incluye materiales martensticos y austenticos. Se utilizan en motores con mayores exigencias para la resistencia a la oxidacin a alta temperatura y la corrosin. ACEROS DE ALTA ALEACINTecnologa de doble capa.Los elementos tpicos de aleacin incluyeNquelCromo Cobalto Debido al alto contenido de elementos de aleacin, estos materiales son muy costosos.Inserto de asiento de la vlvula est hecho de dos capas de diferentes materiales:Alta aleacin en el asiento de vlvula.Baja aleacin frente al puerto.Las aleaciones de base Ni y Co, en contraste con las aleaciones de fundicin, slo se encontraron muy pocas veces en la tecnologa de metal en polvo.

Uno de los objetivos de los esfuerzos de desarrollo de materiales modernos es identificar sustitutos para el berilio como elemento de aleacin. La adicin de partculas de cermica ya ha hecho posible para lograr valores de desgaste comparables a las de las aplicaciones estndar.ALEACIONES NO FERROSASCarterFuncin:

Sirviendo como un recipiente para el aceite de motor.

Regresar el aceite a los cojinetes y puntos de lubricacin.

Tipos de crter de aceite especialmente diseados que sirve al mismo tiempo para rigidizar el conjunto del motor y la transmisin.

Componente embutido de chapa de acero. Propiedades acsticas al diseoDos capas de chapa de acero con una pelcula de plstico entre ellos.Utilizado conjuntamente con grandes motores de desplazamiento que incorporan bloques de hierro fundido o de motor de aluminio, los crteres de aceite son de aleaciones Al-Si. Fundicin a presin

Crteres de aceite son hechos de aleaciones de aluminioFabricanUno componente.Dos componentes.Seccin superior de un metal ligero Seccin inferior de chapa de acero y atornillado a la parte superiorAtornillado a la parte superior