Culata: lo más importante sobre la estructura, funcionamiento y averías
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Desde el inicio del primer motor de combustión interna, la unidad ha sufrido muchas modificaciones. Se agregaron nuevos mecanismos a su dispositivo, se le dieron diferentes formas, pero algunos elementos se mantuvieron sin cambios.
Y uno de estos elementos es la culata. Qué es, cómo reparar la pieza y averías importantes. Consideraremos todo esto en esta revisión.
¿Qué es una culata de cilindro en un automóvil en palabras simples?
El cabezal es parte de la estructura de la unidad de potencia de la máquina. Se instala en la parte superior del bloque de cilindros. Para garantizar la estanqueidad de la conexión entre las dos partes, se utiliza una conexión de perno y se coloca una junta entre ellas.
Esta parte cubre los cilindros del bloque como una tapa. El material de la junta se utiliza para que el líquido técnico no gotee en la junta y los gases de trabajo del motor (mezcla de aire y combustible o gases de expansión formados durante la explosión del MTC) no escapen.
El diseño de la culata le permite instalar dentro del mecanismo responsable de la formación de VTS y la distribución del orden y tiempo de apertura de las válvulas de admisión y escape. Este mecanismo se llama correa de distribución.
¿Dónde está la culata?
Si levanta el capó, puede ver inmediatamente la cubierta de plástico en el compartimiento del motor. A menudo, su diseño incluye la entrada de aire del filtro de aire y el módulo del filtro en sí. Quitar la tapa abre el acceso al motor.
Vale la pena considerar que los automóviles modernos pueden equiparse con varios accesorios. Para llegar al motor, es necesario desconectar estos elementos. La estructura más grande es el motor. Dependiendo de la modificación, la unidad puede tener una disposición longitudinal o transversal. Depende de la unidad: trasera o delantera, respectivamente.
Una tapa de metal está atornillada en la parte superior del motor. Mucho menos común es una modificación especial de motores - boxer o como también se le llama "boxer". En este caso, toma una posición horizontal, y la cabeza no estará arriba, sino de lado. No consideraremos tales motores, ya que aquellos que tienen los medios para comprar un automóvil de este tipo no realizan reparaciones manuales, sino que prefieren el servicio.
Entonces, en la parte superior del motor de combustión interna hay una tapa de válvula. Se fija en la cabeza y cierra el mecanismo de distribución de gas. La parte ubicada entre esta tapa y la parte más gruesa del motor (bloque) es exactamente la culata.
Propósito de la culata
Hay muchos agujeros técnicos y cavidades en la cabeza, por lo que la pieza realiza muchas funciones diferentes:
- En el costado de la cubierta que gotea, los sujetadores están hechos para instalar el árbol de levas (lea sobre el propósito y las características de este elemento en una revisión separada). Esto asegura la distribución óptima de las fases de sincronización de acuerdo con la carrera que realiza el pistón en un cilindro en particular;
- Por un lado, el cabezal tiene canales para los colectores de admisión y escape, que se fijan a la pieza con tuercas y pasadores;
- Se hacen agujeros pasantes en él. Algunos están diseñados para sujetar el elemento, otros para instalar válvulas de entrada y salida. También hay pozos de velas en los que se atornillan las velas (si el motor es diésel, las bujías incandescentes se atornillan en estos orificios y se hace otro tipo de orificios junto a ellos, para instalar inyectores de combustible);
- En el lateral del bloque de cilindros, se hace un hueco en la zona de la parte superior de cada cilindro. En el motor ensamblado, esta cavidad es una cámara en la que se mezcla aire con combustible (una modificación de inyección directa, para todas las demás opciones de motor, el VTS se forma en el colector de admisión, que también se fija en la cabeza) y se inicia su combustión;
- En la carcasa de la culata, se hacen canales para la circulación de fluidos técnicos, anticongelante o anticongelante, que proporcionan enfriamiento del motor de combustión interna y aceite para la lubricación de todas las partes móviles de la unidad.
Material de la culata
La mayoría de los motores más antiguos estaban hechos de hierro fundido. El material tiene una alta resistencia y resistencia a la deformación debido al sobrecalentamiento. El único inconveniente de un motor de combustión interna de este tipo es su gran peso.
Para facilitar el diseño, los fabricantes utilizan una aleación de aluminio ligera. Tal unidad pesa mucho menos que el análogo anterior, lo que tiene un efecto positivo en la dinámica del vehículo.
Un automóvil de pasajeros moderno estará equipado con ese motor. Los modelos diesel son una excepción en esta categoría, ya que se crea una presión muy alta en cada cilindro de dicho motor. Junto con la alta temperatura, este factor crea condiciones desfavorables para el uso de aleaciones ligeras que no difieren en su resistencia. En el transporte de mercancías, se mantiene el uso de hierro fundido para la producción de motores. La tecnología utilizada en este caso es la fundición.
Diseño de la pieza: lo que se incluye en la culata
Ya hemos hablado sobre el material del que está hecha la culata, ahora prestemos atención al dispositivo del elemento. La propia culata parece una tapa hueca con muchos huecos y orificios diferentes.
Esto permite el uso de las siguientes partes y mecanismos:
- Mecanismo de distribución de gas. Se instala en la parte entre la culata y la tapa de la válvula. El dispositivo del mecanismo incluye un árbol de levas, un sistema de admisión y escape. Se instala una válvula en cada orificio en la entrada y salida de los cilindros (su número por cilindro depende del tipo de correa de distribución, que se describe con más detalle en la revisión sobre el diseño de árboles de levas). Este dispositivo asegura una distribución uniforme de las fases del suministro del VTS y la descarga de los gases de escape de acuerdo con las carreras del motor de 4 tiempos abriendo y cerrando las válvulas. Para que el mecanismo funcione correctamente, el diseño del cabezal cuenta con unidades de soporte especiales donde se instalan los cojinetes del árbol de levas (uno o más);
- Juntas de culata de cilindros. Este material está diseñado para garantizar la estanqueidad de la conexión entre los dos elementos (se describe cómo realizar reparaciones para reemplazar el material de la junta en un artículo separado);
- Canales técnicos. El circuito de refrigeración pasa parcialmente a través del cabezal (lea sobre el sistema de refrigeración del motor aquí) y la lubricación por separado del motor de combustión interna (este sistema se describe aquí);
- En el lateral de la carcasa de la culata, se hacen canales para los colectores de admisión y escape.
La ubicación para montar el mecanismo de sincronización también se denomina cama del árbol de levas. Encaja en los conectores correspondientes del cabezal del motor.
Que son las cabezas
Hay varios tipos de cabezales de motor:
- Para válvulas en cabeza: se utiliza con mayor frecuencia en automóviles modernos Tal dispositivo hace que sea lo más fácil posible reparar la unidad o configurarla;
- Para la disposición de la válvula inferior, se usa muy raramente, ya que dicho motor consume mucho combustible y no difiere en su eficiencia. Aunque el diseño de dicha cabeza es muy simple;
- Individual para un solo cilindro: se utiliza a menudo para grandes unidades de potencia, así como en motores diésel. Son mucho más fáciles de instalar o quitar.
Mantenimiento y diagnóstico de la culata
Para que el motor de combustión interna funcione correctamente (y no funcionará sin la culata de cilindros), todos los automovilistas deben cumplir con las normas de mantenimiento de la máquina. Además, un factor importante es el cumplimiento del régimen de temperatura del motor de combustión interna. El funcionamiento del motor siempre está asociado a altas temperaturas y presiones significativas.
Las modificaciones modernas están hechas de un material que puede deformarse a alta presión si el motor de combustión interna se sobrecalienta. Se describen las condiciones normales de temperatura aquí.
Mal funcionamiento de la culata de cilindros
Dado que la cabeza del motor es solo una parte de su diseño, las averías a menudo no se refieren a la pieza en sí, sino a los mecanismos y elementos que están instalados en ella.
La mayoría de las veces, la culata se quita durante las reparaciones si se perfora la junta de la culata. A primera vista, reemplazarlo parece un procedimiento simple, de hecho, este procedimiento tiene varias sutilezas, por lo que las reparaciones pueden ser costosas. Cómo cambiar correctamente el material de la junta se dedicó a revisión separada.
El daño más grave es la formación de grietas en la carcasa. Además de estas fallas, muchos mecánicos de automóviles, hablando de reparación de cabezales, se refieren a los siguientes trabajos de reparación:
- El hilo del pozo de la vela se ha roto;
- Los elementos de la cama del árbol de levas están desgastados;
- Asiento de válvula desgastado.
Muchas averías se reparan instalando piezas de repuesto. Sin embargo, si se ha formado una grieta o un agujero, rara vez se intenta reparar el cabezal, simplemente se reemplaza por uno nuevo. Pero incluso en casos difíciles, algunos logran restaurar la parte rota. Un ejemplo de esto es el siguiente video:
Entonces, aunque a primera vista no se puede romper nada en la cabeza, aún pueden surgir problemas. Y si un conductor encuentra un problema similar, tendrá que gastar dinero en costosas reparaciones. Para evitar que esto suceda, el automóvil debe operarse en un modo de ahorro y la unidad de potencia no debe sobrecalentarse.
Preguntas y respuestas
¿Cómo se organizan las culatas de cilindros? Es una pieza de una sola pieza hecha de aleación de aluminio o hierro fundido de aleación. La parte inferior de la culata de cilindros se ensancha ligeramente para un mayor contacto con el bloque. En el interior de la culata se realizan las ranuras y topes necesarios para la instalación de las piezas necesarias.
¿Dónde está ubicada la culata de cilindros? Este elemento de la unidad de potencia se encuentra sobre el bloque de cilindros. Las bujías se atornillan en la cabeza y, en muchos automóviles modernos, también los inyectores de combustible.
¿Qué piezas se necesitan para reparar la culata? Depende de la naturaleza de la avería. Si la cabeza en sí está dañada, debe buscar una nueva. Para reemplazar una pieza específica, por ejemplo, válvulas, árboles de levas, etc., debe comprar un repuesto.
