En este capítulo nos centraremos en la Culata, puede decirse que la casi totalidad de los motores de 4 y 2 tiempos están provistos de una Culata independiente del Bloque motor que se une a él por medio de tornillos dispuestos de forma adecuada, que aseguran la unión entre ambos e impiden deformaciones por la acción del calor y de la presión que se generan en los Cilindros.
La Culata se acopla al Bloque con interposición de la Junta de Culata compuesta de amianto con láminas de cobre o acero, que realiza una unión estanca entres ambos, impidiendo la fuga de los gases de la compresión o del líquido refrigerante que circula desde el Bloque a la Culata.
La Culata se fabrica generalmente de fundición aleada con varios metales que añaden características especiales de resistencia, rigidez y conductividad térmica. En otras ocasiones se utilizan aleaciones de aluminio, ya que combina la ligereza con un alto grado de conductividad térmica, esta última característica es muy deseable ya que asegura que el calor de la combustión sea evacuado rápidamente al exterior con la ayuda del sistema de refrigeración, ya sea por agua, aire o aceite.
Normalmente la Culata contiene la Cámara de combustión, que es donde quedan comprimidos los gases al final de la carrera de compresión, formando una cavidad como vemos en la figura 1.
La superficie interior de la Cámara de combustión adquiere la forma más adecuada, pues la aerodinámica interna constituye un factor esencial para el desarrollo de la combustión y, en consecuencia, para el rendimiento térmico. La forma de la Cámara ha de permitir que se queme la mayor parte de la mezcla tan pronto como salte la chispa.
Sin embargo, en otros motores, sobre todo Diesel, la Cámara de combustión la contiene el Pistón en su cara superior y a veces acompañada de una Precámara alojada en la Culata, aunque igualmente debe cumplir los requisitos para un buen rendimiento térmico. Podemos ver unos ejemplos en la figura 2.
Estos sistemas los veremos en profundidad en el Tema 10 donde estudiaremos el sistema de Inyección Diesel.
En motores de 4 tiempos, la Culata también aloja a las Válvulas, tanto de admisión como de escape, que se deslizan por unas guías montadas en la Culata llamadas Guías de válvulas, como podemos apreciar en la figura 3.
También vemos que, debidamente emplazado, se dispone un orificio roscado en el que se dispone la Bujía de Encendido eléctrico, en el caso de motores de gasolina. En motores Diesel de Inyección Directa se roscaría el cuerpo del Inyector.
En los motores refrigerados por agua, rodeando las Cámaras de combustión existen unas cavidades labradas en la Culata que comunican con las camisas de agua del Bloque por las que llega a la Culata el líquido refrigerante que la enfriará, como podemos ver en la figura 4.
En la Culata también se labran los oportunos conductos de llegada y evacuación de gases que conectan los asientos de las Válvulas con los laterales de la Culata, donde conectarán los Colectores o Múltiples de Admisión y Escape, uno por cada lateral de la Culata, excepto en algunos motores con 2 Válvulas por Cilindro donde conectan ambos Colectores por el mismo lado de la Culata. Vemos un ejemplo de Colector de Escape en la figura 5.
En la cara superior de la Culata se disponen los soportes necesarios para fijar los mecanismos que dan movimiento a las Válvulas y demás piezas para su cierre estanco.
Ya hemos mencionado al Árbol de Levas como la pieza que se encarga de fijar los tiempos en que las Válvulas abren y cierran, en la figura 6 vemos uno.
.jpg)
Pues bien, el Árbol de Levas puede estar situado en la Culata o en el Bloque motor, según esta situación y como el Árbol de Levas pertenece al sistema de Distribución del motor, dicho sistema se denominará OHC si el Árbol lo lleva en la Culata, mientras que si se aloja en el Bloque motor se denomina OHV, pero esto lo veremos detenidamente en el siguiente Tema.
En lo que afecta a la constitución de la Culata cuando el sistema es OHV, se alojará en la Culata el Eje de Balancines fijado a ella por soportes adecuados, podemos verlo en la figura 7.
.jpg)
Vemos que cada Balancín apoya directamente sobre la cola de cada Válvula para abrirla, y es el muelle el que se encarga de cerrarla contra su asiento en la Cámara de combustión.
Cuando el sistema de Distribución es OHC, existen varias variantes, pero lo fundamental del sistema es que el Árbol de Levas se emplaza y fija en la cara superior de la Culata, y puede actuar las Válvulas directamente mediante Taqués, que pueden ser hidráulicos o mecánicos, o también emplear Balancines. En la figura 8 vemos las diferentes morfologías de Culatas según su sistema de Distribución.
Vemos en la figura anterior que el tipo 1 es OHV, el tipo 2 se denomina SOHC, el tipo 3 es el OHC y vemos el empleo de Taqués, el tipo 4 es otra variante de SOHC, y el tipo 5 es DOHC en que la Culata incorpora 2 Árboles de Levas.
En la figura 9 podemos analizar un Taqué mecánico o de pastilla.
En la figura 10 podemos ver unos ejemplos de Taqués hidráulicos, cuya principal ventaja frente a los mecánicos es su regulación automática mediante la presión del Sistema de Lubricación.
Por último, para proteger los componentes de la parte superior de la Culata se acopla una tapa, generalmente de lámina de acero, llamada Tapa de Válvulas con interposición de una junta de caucho, y que suele contener el tapón de llenado de aceite motor. Vemos una en la figura 11.
Hasta aquí el estudio de la Culata, sus componentes y funciones, en el próximo apartado analizaremos en profundidad los elementos del Tren Alternativo. Muchas gracias por su atención, les animo a comentar lo que quieran y hasta la próxima. Saludos.
No hay comentarios:
Publicar un comentario