¿Qué es un cárter de motor (propósito, ubicación y diseño)?
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El concepto aproximado de un cárter es conocido por todos los que han estudiado al menos un poco el diseño de un motor de combustión interna (ICE). Pero muchos creen que solo una parte está oculta debajo, que en realidad se llama cárter de aceite. Un concepto más general es bastante teórico, no es una pieza o conjunto específico, sino que significa todo el espacio del motor ubicado debajo de los cilindros.
¿Por qué un motor necesita un cárter?
En la gran mayoría de los motores se utiliza el cárter para ubicar en él un baño de aceite y una serie de componentes que aseguran el funcionamiento del sistema de lubricación.
Pero como ocupa un volumen bastante significativo, es en él donde se ubican muchos otros mecanismos:
- cigüeñal con sus cojinetes y bases de montaje fundidos en el bloque;
- detalles del sistema de ventilación de los gases formados durante el funcionamiento;
- sellos de labios en los puntos de salida de los extremos delantero y trasero del cigüeñal;
- semianillos de empuje, que fijan el eje por desplazamiento longitudinal;
- bomba de aceite con filtro grueso;
- ejes de equilibrio que equilibran el mecanismo de manivela de motores teóricamente desequilibrados;
- boquillas para lubricación adicional y refrigeración de pistones;
- Varilla de nivel de aceite y sensor de nivel de aceite.
Los motores inferiores obsoletos también usaban un árbol de levas instalado en el cárter, y las válvulas se conducían a través de empujadores en forma de varillas que iban a la cabeza del bloque.
diseño
Por lo general, el cárter consta de la parte inferior de la fundición del bloque de cilindros y está conectado a él a través de la junta del cárter.
Pero también hay diseños más complejos, donde una placa intermedia se atornilla al bloque desde abajo, cubriendo las camas del cigüeñal con cojinetes principales. Entonces, con una disminución en la masa del bloque, se proporciona rigidez adicional, lo cual es importante para el funcionamiento a largo plazo del grupo de pistones.
Esto es especialmente importante para los motores hechos completamente de aleaciones ligeras, incluso las deformaciones imperceptibles del bloque conducen a un desgaste y rayado desigual de los cilindros.
La bomba de aceite está montada en o debajo del extremo delantero del cigüeñal, en cuyo caso es impulsada por una cadena separada de la rueda dentada del cigüeñal. Los equilibradores se pueden colocar en lechos de ejes o combinarse en un monobloque con una bomba de aceite inferior, formando un módulo funcionalmente completo.
La rigidez de la estructura la proporcionan aletas fundidas y deflectores adicionales, en los que se pueden hacer agujeros para reducir las pérdidas de bombeo desde el fondo de los pistones.
El calor se elimina a través de la circulación de aceite, por lo que a veces la bandeja también se funde con una aleación ligera con aletas de enfriamiento desarrolladas. Pero con mayor frecuencia, la paleta está estampada con acero delgado, es más barata y más confiable en caso de posibles impactos al golpear obstáculos.
Tipos de cárteres
Dependiendo del tipo de motor, se pueden asignar funciones adicionales al cárter.
Cárter del motor de dos tiempos
En los motores de dos tiempos, el cárter se utiliza para precomprimir la mezcla. Es succionado hacia el espacio debajo del pistón durante la carrera de compresión en el cilindro.
Durante el movimiento hacia abajo del pistón, la presión debajo de él aumenta, y tan pronto como se abre el canal de derivación en la zona inferior del cilindro, el combustible mezclado con aire se precipita hacia la cámara de combustión. De ahí los requisitos de estanqueidad del cárter, la presencia de una válvula de entrada y sellos de punta de cigüeñal de alta calidad.
No hay baño de aceite, y la lubricación se realiza agregando una cierta cantidad de aceite especial de dos tiempos a la mezcla de trabajo, que luego se quema con gasolina.
Cárter del motor de cuatro tiempos
Con un ciclo de cuatro tiempos, el combustible puede ingresar al cárter solo cuando ocurre un mal funcionamiento. En condiciones normales, sirve para almacenar el baño de aceite, donde fluye después de pasar por los canales y pares de fricción.
En el fondo del sumidero hay una entrada de aceite de la bomba con un filtro de malla gruesa. Se observa una cierta distancia entre los contrapesos del cigüeñal y el espejo de aceite para evitar la formación de espuma al contacto.
cárter bóxer
En los motores bóxer, el cárter es el principal elemento de potencia que rigidiza todo el bloque. Al mismo tiempo, es compacto, lo que proporciona una de las ventajas de un automóvil "boxeador": una altura total baja, lo que reduce el centro de masa general del automóvil.
¿Qué es el sumidero seco?
Es posible contener aceite en forma de baño lleno hasta cierto nivel solo en condiciones estáticas o cerradas. Los autos deportivos no pueden proporcionar nada como esto, experimentan fuertes aceleraciones constantes en todas las direcciones, por lo que el aceite llega a todas partes, pero no al receptor de la bomba de aceite en el fondo del cárter.
Por lo tanto, el sistema de lubricación se lleva a cabo con el llamado cárter seco, cuando el aceite no permanece debajo, sino que varias bombas potentes lo recogen inmediatamente, lo separan del aire y lo bombean a los consumidores.
El sistema se vuelve mucho más complicado, pero no hay otra salida. Al igual que en la aviación, donde el concepto de arriba y abajo puede no existir en absoluto, el motor también debe funcionar en vuelo invertido.
Averías típicas
El principal problema con el cárter es que golpea un obstáculo, después de lo cual, en el mejor de los casos, se forma una abolladura en la paleta. En el peor de los casos, se agrietará o se moverá, el motor perderá aceite y, sin él, solo tendrá unos segundos de vida.
Se encenderá un indicador rojo frente al conductor en el panel de instrumentos, después de lo cual debe apagar el motor inmediatamente, sin esperar a que se convierta en un monolito.
A veces sucede que el cárter está intacto después del impacto, pero la luz aún indica una caída de presión. Esto significa que la deformación elástica del cárter hizo que se rompiera el tubo receptor de aceite, que a menudo está hecho de aleación de aluminio.
La bomba arrastrará aire y el sistema de lubricación fallará. El resultado es el mismo: no puede moverse por su cuenta sin reparación.
Protección del cárter del motor
Cualquiera que sea la distancia al suelo del automóvil, el obstáculo aún puede ser insuperable. Para evitar la evacuación y reparación en cada caso, se busca proteger el cárter.
En automóviles y crossovers, a diferencia de los SUV, la protección es máxima contra salpicaduras debajo de las ruedas. Los escudos de plástico no ayudarán al golpear una piedra. Por lo tanto, se instala una protección rígida metálica como equipo adicional.
También puede atravesarlo, pero al tener refuerzos y estar conectado a un bastidor auxiliar eléctrico, dicho diseño funcionará como un esquí, elevando toda la parte delantera del automóvil. La probabilidad de supervivencia del motor aumenta considerablemente.
La lámina de protección está hecha de chapa de acero estampado, de 2-3 mm de espesor, o aproximadamente el doble de espesor que el aluminio. La última opción es más fácil, pero notablemente más cara.
Quienes estén dispuestos a pagar por alta tecnología pueden usar Kevlar. Al realizar el mantenimiento del motor, la lámina protectora se puede quitar fácilmente, y las ranuras y los orificios hechos en ella proporcionan el intercambio de calor necesario, es muy indeseable sobrecalentar el aceite.
