DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA ENERGÍA Y MECÁNICACARRERA DE INGENIERÍA MECÁNICA

INFORME DE LABORATORIO

Asignatura:

TECNOLOGÍA AUTOMOTRIZ

Alumnos:

HERRERA CHRISTIAN

QUISHPE DANILO

Tutor:

ING. JUAN DÍAZ

Nrc:

3093

Fecha de entrega:

01 de JUNIO del 2015

Tema: Metrología automotriz – Desarmado y defectación metrológica de las principales partes del motor

1. Objetivos

Identificar y aplicar el método apropiado de medición de las partes principales de un motor de combustión interna para determinar el grado de desgaste.

Analizar las posibles causas por las cuales el motor y sus componentes sufren desgaste.

Comparar los valores obtenidos con las tolerancias establecidas por el fabricante.

2. Recursos Materiales

2.1. Equipo de protección personal Mandil Zapatos de seguridad Guantes

2.2. Equipos, Instrumentos y Herramientas: Motor de combustión interna Hyundai Tucson desarmado Llaves mixtas Pie de rey milimétrico, apreciación 0.02 Micrómetro de interiores milimétrico, apreciación 0.01 Alexómetro, apreciación 0.01 Galgas de espesores Galgas telescópicas Regla de planitud Comparador de reloj

2.3. Materiales y suministros: Desengrasante Franela o guaipe.

3. Proceso Tecnológico Activo

3.1. Mediciones en el cabezote

En las mediciones del cabezote se va a comprobar que la planitud, tanto de la tapa como de los alojamientos de los colectores de admisión y escape, sea la adecuada de acuerdo a los parámetros del fabricante. También se efectuarán las mediciones del desgaste de las válvulas, aparte de una inspección visual del conjunto en su totalidad.

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Comprobación de planitud del cabezote

Se procede a colocar la regla de planitud en la superficie que hace contacto con el bloque del motor en forma longitudinal, transversal y diagonal como indica la figura 1.

Con las galgas de espesores, se comprueba si hay holguras a lo largo de la superficie y se las va registrando en la tabla de datos para luego compararlos con las tolerancias permisibles.

Repetir los pasos anteriores para los alojamientos de los colectores de admisión y escape respectivamente.

Figura 1. Comprobación de planitud del cabezote

Comprobación del desgaste de la periferia de las válvulas

Con las válvulas colocadas en su alojamiento, se procede a comprobar el estado de la periferia de las válvulas, para lo cual se va a emplear un comparador de reloj.

Haciendo girar la válvula en su guía, y con el palpador del comparador en contacto con la periferia se procede a verificar las deformaciones, registrando los valores en la tabla de datos correspondiente. Observar la figura 2.

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Figura 2. Comprobación de las deformaciones de la periferia de las válvulas

3.2. Mediciones en el bloque

En las mediciones del bloque, se va a comprobar la planitud de la superficie, la ovalización y la conicidad de cada uno de los cilindros del bloque del motor, aparte de realizar una inspección visual del bloque en su totalidad.

Comprobación de la planitud del bloque

Se procede a colocar la regla de planitud en la superficie que hace contacto con la culata en forma longitudinal, transversal y diagonal como en el procedimiento de la culata.

Con las galgas de espesores, se comprueba si hay holguras a lo largo de la superficie y se las va registrando en la tabla de datos para luego compararlos con las tolerancias permisibles.

Comprobación de la ovalización y conicidad de los cilindros

Con la galga telescópica se procede a tomar la medida del diámetro del cilindro a inspeccionar en dos posiciones, como indica la figura 3.

Estas medidas se las debe tomar en la parte superior y en la parte inferior del cilindro para poder determinar los respectivos valores.

La comprobación de la ovalización también se la puede efectuar con el alexómetro, viendo cuales son los valores máximos de ovalización en cada cilindro como indica la figura 4.

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Figura 3. Utilización de la galga telescópica y el micrómetro de exteriores para verificar la conicidad y ovalización del cilindro

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Figura 4. Utilización del alexómetro para la verificación de la ovalización del cilindro

3.3. Mediciones en el cigüeñal

En las mediciones del cigüeñal, se va a comprobar tanto la ovalización como la conicidad de los muñones y muñequillas con los instrumentos adecuados para ver si cumplen con las especificaciones recomendadas por el fabricante.

Comprobación de la ovalización y conicidad en el cigüeñal

Con el micrómetro de exteriores, procedemos a verificar el diámetro de los muñones y muñequillas en dos posiciones (vertical y horizontal) para poder determinar la ovalización mediante una simple resta.

Para la conicidad realizamos mediciones de diámetros en ambos extremos del elemento, para así determinar el grado de conicidad.

Registramos los valores en la tabla de datos correspondiente.

4. Discusión de Resultados

4.1. Tabulación de Datos

MARCA MOTORCHEVROLE SUITE

CILINDRADA1600 cc

DISPOSICION CILINDROSEN LÍNEA

# DE CILINDROS4

CABEZOTEDenominación Instrumento Medición Observación

Planitud SuperficieRegla de Planitud

Galgas para espesores 0.008 plg

Rectificación mínimo de 0.003

plg.

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Planitud Colector AdmisiónRegla de Planitud

Galgas para espesores

0.004 plg

Se encuentra dentro de los parámetros

permitidos (de 0.004 a 0.005 plg)

Planitud Colector Escape

Regla de PlanitudGalgas para espesores 0.007 plg

Rectificación mínimo de 0.002

plg.

VALVULASDenominación Instrumento Medición Observación

Deformación Periferia ------- 

  --------   --------

BLOQUEDenominación Instrumento Medición Observación

Planitud de Superficie

Regla de PlanitudGalgas para espesores  0.000 plg

No necesita rectificación

Ovalización

Micrómetro Compas para

interiores Galga

Telescópica

A.75.401 mmB.75.293 mmC.75.354 mmD.75.396 mm

Como podemos observar las

mediciones varían en un rango mayor a 0.15 mm que es

valor máximo permisible según el

fabricante, por lo que sería necesaria

una pronta rectificación.

Conicidad

Calibrador Micrómetro Compas para

interiores Galga

Telescópica

 

1. 75 mm2. 75 mm3. 74.94. 75.413

mm

 Como podemos observar las

mediciones varían en un rango mayor a 0.15 mm que es

valor máximo permisible según el

fabricante, por lo que sería necesaria

una pronta rectificación.

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CIGUEÑALDenominación Instrumento Medición Observación

Ovalización y Conicidad del muñón de Biela

Micrómetro Compas para

interiores Galga

Telescópica

 

A.43.931 mmB.43.911 mmC.43.903 mm

 

 No existe un desgaste grave en el muñón de biela

por lo que su ovalización y

conicidad están dentro de los limites

permitidos

4.2. Interpretación de las lecturas con las tolerancias del fabricante

Después de haber realizado todas las mediciones y comparándolas con las tolerancias del fabricante, la única parte del motor que se encuentra afectada y necesita de una pronta rectificación, es el cabezote, pues la desviación máxima que puede tener es de 0.004 – 0.005 plg (milésimas de pulgada) y al momento se encuentra con un desgaste de 0.008 plg en la planitud de su superficie.

4.3.Datos técnicos de los instrumentos utilizados

Regla de planitud

Estas reglas están rectificadas y finamente acabadas de acuerdo a los rígidos patrones Starrett. Son insuperables para diseñar o trazar líneas rectas y para verificar ‘planitud’ de superficies. Su diseño y espesor permiten retener la forma y la precisión, además son portátiles y fácilmente transportadas.

La Serie 380 no tiene bisel ni graduación. La Serie 385 tiene bisel de 23º aproximados en una de las aristas, pero no tiene graduación. La Serie 387 tiene una de las aristas biselada a 23º aproximados y graduación en 1/32"

Las Series 380 y 385, en los tamaños de 900mm (36" y más largas, tienen dos puntos de suspensión marcados con flechas. Si la regla fuera llevada hacia la pieza y usada por las aristas, debe ser suspendida por esos dos puntos para reducir al máximo la deflexión.

La mayoría de los trabajos implica el uso de estas reglas en la posición plana, y es en esta posición que nosotros las examinamos con más rigidez.

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Micrómetro (apreciación 0.001 mm)

Es un instrumento de medición cuyo funcionamiento está basado en el tornillo micrométrico y que sirve para medir las dimensiones de un objeto con alta precisión, del orden de centésimas de milímetros (0,01 mm) y de milésimas de milímetros (0,001mm)

Para ello cuenta con 2 puntas que se aproximan entre sí mediante un tornillo de rosca fina, el cual tiene grabado en su contorno una escala. La escala puede incluir un nonio. La máxima longitud de medida del micrómetro de exteriores es de 25 mm, por lo que es necesario disponer de un micrómetro para cada campo de medidas que se quieran tomar (0-25 mm), (25-50 mm), (50-75 mm), etc.

Pie de Rey (Apreciación 0.05 mm)

Es un instrumento utilizado para medir dimensiones de objetos relativamente pequeños, desde centímetros hasta fracciones de milímetros (1/10 de milímetro, 1/20 de milímetro, 1/50 de milímetro). En la escala de las pulgadas tiene divisiones equivalentes a 1/16 de pulgada, y, en su nonio, de 1/128 de pulgada.

Es un instrumento sumamente delicado y debe manipularse con habilidad, cuidado, delicadeza, con precaución de no rayarlo ni doblarlo (en especial, la colisa de profundidad). Deben evitarse especialmente las limaduras, que pueden alojarse entre sus piezas y provocar daños.

Galga Telescópica (2 1/8 – 3 1/2) plg

Una Galga Telescópica es un instrumento de medición indirecto, la parte superior de la galga se puede posicionar en el interior de circunferencias o aperturas y ser extendidas hasta tocar las paredes. La galga se extrae y la medición de la extensión de la cabeza puede ser medida utilizando un vernier o un micrómetro para determinar el diámetro interior del agujero. La extensión de la cabeza de la galga se puede bloquear después de la medición para asegurarse que la medición es lo más precisa posible.

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5. Dé respuesta a las siguientes preguntas

5.1.¿Cuáles son las tolerancias del fabricante en cuanto a conicidad y ovalización de los cilindros del bloque? ¿Cumple o no el motor analizado con estas tolerancias?

Según el fabricante cuando la conicidad o el ovalamiento del cilindro por desgaste supere los 0,15 mm, es recomendable rectificar los cilindros del motor. Otra causa de rectificado o pulido del interior del cilindro es el gripaje del pistón con el cilindro, puesto que la pared del cilindro se puede dañar y en tal caso sería necesario rectificar.Según los datos obtenido en la presente práctica, es necesaria una rectificación de los cilindros del motor, pues sobrepasan los valores máximos permitidos.

5.2.¿En base a qué parámetro se decide realizar una rectificación del bloque?

Las operaciones de rectificado en el bloque motor se realizan en los cilindros y en la planitud de la cara del bloque que se une a la culata. Los bloques que permiten el rectificado son los bloques integrales, y la principal causa de la rectificación es el desgaste producido por el rozamiento de los segmentos sobre la pared del cilindro. Este rozamiento produce una conicidad en el interior del cilindro y un ovalamiento del diámetro interior.

El fabricante puede admitir hasta cuatro rectificaciones a 0,2 mm cada rectificado así como juegos de pistones y segmentos mayorados a las nuevas medidas de rectificación. Generalmente los fabricantes disponen de pistones mayorados en 0,1, 0,2, 0,4, y 0,8 mm, con respecto al diámetro original o estándar.

5.3.¿Por qué se deforman las cabezas de las válvulas? Explique de manera clara y concisa.Las guías de válvulas son las piezas metálicas cilíndricas que encajan entre las válvulas y la cabeza y evitan el roce de la cabeza del cilindro. Las guías de las válvulas son generalmente hechas de hierro fundido el cual es barato y bastante durable, los fabricantes de accesorios en general, prefieren guías de válvulas de bronce, ya que éste es autolubricante y en general tiene una duración de muchos años de uso sin reemplazo. El desgaste de las guías de las válvulas ocasionará movimiento alrededor de su agujero y permitará que el aceite entre en la cámara de combustión. El desgaste de las guías de las

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válvulas se manifiesta comúnmente por primera vez como el consumo de aceite y humo y luego como la pérdida de potencia, así como la presencia de fallos erráticos.

5.4.¿Cuál es la importancia de realizar este tipo de mediciones en un motor de combustión interna?

Las piezas que forman el conjunto de un motor están sometidas a desgastes y deformaciones. Esto es debido al rozamiento entre piezas y al calor que tienen que soportar. Para corregir estos desgastes y deformaciones se utiliza la técnica del rectificado que consiste en el mecanizado de las piezas, hasta igualar las superficies de contacto y darles un acabado que disminuya el rozamiento y favorezca la lubricación de los órganos en movimiento.

Se realiza el rectificado en piezas como: los cilindros del bloque motor, cigüeñales, árboles de levas, asientos de válvulas, etc.

También se rectifican las piezas de ajuste que requieren la planificación de su superficie como, por ejemplo, culatas, bloques de motor, etc.

El rectificado es una técnica de mecanizado similar al realizado por fresadoras y tornos. Se sustituyen las cuchillas o fresas por muelas abrasivas, que consiguen un acabado superficial más fino y una medida final más exacta.

Para el rectificado de motores se utiliza una maquinaria específica, diseñada para el trabajo en las distintas piezas del automóvil, como pueden ser las utilizadas para rectificar los cilindros del motor, o la rectificadora cilíndrica para cigüeñales, o la rectificadora utilizada para planificar culatas.

5.5.¿La industria ecuatoriana está calificada para realizar trabajos de rectificación de motores de manera óptima?

Visitamos los mostradores de repuestos de muchos concesionarios oficiales para hacer el levantamiento de precios y soportarlos con las debidas cotizaciones oficiales, además de averiguar por la disponibilidad de partes que no es en todos los casos inmediata.

Una respuesta usual del mostrador ante la inexistencia del repuesto es que sus modelos están muy recientes y que “no han comenzado a pedir todavía esos repuestos de motor”. Disculpa muy equivocada de algunos concesionarios de ensambladores nacionales y de importadores, pues si bien

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los motores pueden durar hoy el doble de lo que era usual y eso significa por lo menos un par de años de trabajo en servicio público y mucho más en un carro particular, nadie está exento de una falla técnica de origen del vehículo.

O de un incidente como romper el cárter y perder el aceite, un recalentamiento por cualquier motivo, el daño de pistones y válvulas por problemas en la distribución, etc.

Al usuario común, hablarle de reparación del motor suena aterrorizante, pues el asunto va asociado con un gran desbarate del carro y una cuenta que arranca en por lo menos tres millones de pesos.

Razón por la cual miran con mucho recelo esta parte y la diagnostican intensamente, cuando no es tan importante, porque es algo que se repara con elementos totalmente nuevos, a un costo fijo y se logra en pocos días. Comprar un carro con el motor para reparar es un excelente camino, pues uno sabe qué se le cambió, dispone de la garantía y tiene toda la vida útil de la máquina reciclada a su favor.

5.6.Según su criterio, ¿es preferible hacer una rectificación del motor o un encamisado? ¿Por qué? Explique en función de aspectos técnicos y económicos.

La operación de rectificado se realiza en talleres especializados dedicados a este fin. El mecánico decidirá si merece la pena hacer esta reparación o bien se decide por el recambio de la pieza por otra en perfecto estado.La decisión de rectificar una pieza depende de los siguientes factores:

Se consultara que el fabricante del vehículo permite el rectificado de la pieza en cuestión. Si el fabricante lo permite, tenemos que ver hasta que punto podemos hacerlo y si estamos dentro de tolerancias. Si vemos que es factible el rectificado pasaremos al siguiente paso.

Tenemos que saber el precio que nos supone el rectificado, si es

superior al de una pieza de recambio nueva, no se recomienda la operación de rectificado.

El rectificado es recomendable en piezas donde el coste del recambio es elevado, como por ejemplo: culatas, cigüeñales, bloque motor. También se recomienda en vehículos pesados: camiones, maquinaria agrícola y de obra públicas, donde la vida útil del vehículo es muy superior a la del motor.

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5.7.¿Qué efecto tiene el rectificar un cabezote que tiene problemas de planitud?

La culata se fabrica generalmente de fundición aleada con otros materiales, que añaden características de resistencia, rigidez y conductividad térmica. En otras ocasiones se usan aleaciones de aluminio. La culata es una pieza del motor que esta sometida a grandes temperaturas y elevadas presiones, que producen dilataciones importantes, seguidas de las correspondientes contracciones al enfriarse el motor, una vez parado. Como consecuencia de todo ello, pueden producirse deformaciones permanentes e incluso grietas, que provocan una avería en el motor. La culata es una pieza importante y de precio elevado, por lo tanto se procederá a su rectificado si el fabricante lo permite.

6. Conclusiones

Se cumplió con el objetivo de identificar y aplicar el método apropiado de medición de las partes principales de un motor de combustión interna, de esta manera obteniendo los valores de desgaste en las diferentes partes analizadas del motor Chevrolet Suite.

Según el fabricante, la desviación máxima que puede presentar la planitud del cabezote es de 4 a 5 milésimas de pulgada, después de realizada la práctica los resultados no fueron satisfactorios, obtuvimos una desviación de 8 milésimas de pulgada en la planitud de superficie y 7 milésimas de pulgada en el colector de escape, lo que necesariamente nos obliga a realizar un pronta rectificación de estas partes afectadas.

En cuanto a los cilindros según el fabricante, cuando la conicidad o el ovalamiento por desgaste supere los 0,15 mm, es recomendable rectificar los mismos, los datos que obtuvimos no se encuentran dentro de estos valores, por lo que se debería rectificar los cilindros del motor Chevrolet suite.

Bibliografía Utilizada

EDWARD F. OBERT, 1999, MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA – ANÁLISIS Y APLICACIONES, Segunda Edición, Compañía Editorial Continental, México.

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'INTERNAL COMBUSTION ENGINES', R. K. Singal. Katson Books, 2012.

Glosario de términos técnicos (Inglés-Español)

Términos en inglés

Términos en español

Descripción

Measuring ítemelemento de

medición

Termino adecuado para indicar que gases de escape son los que se están analizando.

Operating temperature

Temperatura de operación

Termino que me indica que el motor esta trabajando a una temperatura optima para la toma de datos de gases de escape, caso contrario la toma de datos es errónea.

Exhaust Valve Válvula de escape

Las válvulas de escape son los sistemas de liberación de presión que están dentro de los motores turbo. Una de estas válvulas es la llamada válvula de escape, que libera los canales de suministro de gas quemado después del ciclo de expansión. Esto se hace con el fin de aliviar la acumulación de la presión interna. Para soportar las altas temperaturas o la corrosión causadas por los gases de escape, generalmente, en la mayoría de los casos la válvula de escape está llena con sodio líquido. El calor pasa a la empuñadura con la ayuda del sodio y las vibraciones.

Piston Crown Corona del pistón En la cabeza del pistón (y cerrándola) se encuentra la corona que se encarga de soportar el fuerte impacto provocado por la expansión de

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los gases de la combustión y que, dicho sea de paso, está fabricada con materiales ultra resistentes y livianos.

EXHAUST MANIFOLD

MULTIPLE DE ESCAPE

Esta pieza es algo más que un conjunto de conductos que hacen converger los gases quemados a un tubo único dotado de un platillo de acople donde se une el tubo de escape.

Normas de seguridad específicas en la práctica

1. El orden y la vigilancia dan seguridad al trabajo. Colabora en conseguirlo.

2. Corrige o da aviso de las condiciones peligrosas e inseguras.

3. No enciendas vehículos sin estar autorizado para ello.

4. Usa las herramientas apropiadas y cuida de su conservación. Al terminar el trabajo déjalas en el sitio adecuado.

5. Utiliza, en cada paso, las prendas de protección establecidas. Mantenlas en buen estado.

6. No quites sin autorización ninguna protección de seguridad o señal de peligro. Piensa siempre en los demás.

7. Todas las heridas requieren atención. Acude al servicio médico o botiquín

8. No hagas bromas en el trabajo. Si quieres que te respeten respeta a los demás

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9. No improvises, sigue las instrucciones y cumple las normas. Si no las conoces, pregunta

10. Presta atención al trabajo que estás realizando. Atención a los minutos finales. La prisa es el mejor aliado del accidente.

11. Mantén limpio y ordenado el laboratorio

12. No dejes materiales alrededor de las máquinas. Colócalos en lugar seguro y donde no estorben el paso.

13. Guarda ordenadamente los materiales y herramientas. No los dejes en lugares inseguros.

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