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CÁRTER DEL MOTOR - Definición - Significado

08/10/2010

El cárter es la parte del motor que soporta al cigüeñal y constituye la estructura resistente a la que se unen los cilindros y los demás órganos mecánicos; además incorpora las pestañas o anclajes para la sujeción del motor al bastidor o a la armazón de la carrocería. En el pasado se llamaba también bancada.
La forma y las características del cárter han sufrido importantes modificaciones desde los comienzos del automovilismo. Los primeros motores de combustión interna de Benz, de Delamarre-Deboutteville, de Bernardi, etc., no estaban dotados de un cárter propiamente dicho, sino de soportes para los apoyos del cigüeñal. Por el contrario, el segundo motor construido por Gottlieb Daimler tenía un cárter (de 2 elementos unidos entre sí) de forma cilindrica, al que se unía el cilindro mediante pernos. Este tipo de cárter, utilizado también en los motores De Dion Bouton, hacía también las funciones de depósito de aceite para la lubricación. Para la fabricación se utilizaba de ordinario la fundición, pero ya a finales del siglo pasado se empezó a usar el duraluminio.
Con el advenimiento de los motores de varios cilindros la forma del cárter se hizo cada vez más compleja, tanto por las crecientes exigencias de resistencia como por la rigidez requerida por la mayor potencia.
A principios del siglo XX los cilindros se construían (generalmente de fundición) en bloques individuales o dispuestos por pares, ya para facilitar la manutención, o bien para simplificar las operaciones de fundición y mecanizado, que en muchos casos resultaban más complicadas por el hecho de que la culata era solidaria con el cilindro. El cárter (frecuentemente de aleación ligera) estaba formado de una sola pieza o de dos mitades (cárter superior y cárter inferior). Después, los cilindros fueron reunidos en un solo bloque denominado monobloque, pero el cárter siempre se construía aparte, mientras que para la culata existían 2 soluciones: culata fija o culata desmontable.
En los años veinte, el mejoramiento de la tecnología de producción y la adopción de las culatas separadas de los cilindros, permitieron lograr un tipo de construcción más resistente y al mismo tiempo más ligera, en la que los cilindros y el cárter superior formaban un solo elemento que recibía indistintamente el nombre de monobloque o de bloque de cilindros. Esta modalidad de construcción, es decir el cárter superior formando una sola pieza con los cilindros, es la adoptada comúnmente en la actualidad en casi todos los motores refrigerados por agua.


Las características de construcción del bloque dependen en primer lugar de la disposición de los cilindros; ésta viene sugerida por consideraciones relativas al equilibrio de los órganos en movimiento, a fin de procurar reducir, mediante la propia disposición de los cilindros, las vibraciones que tienen su origen en el interior del motor. Como ejemplo, baste recordar los motores de 4 cilindros opuestos, en los cuales por exigencias de construcción, el cárter está dividido en 2 se-mibloques según un plano perpendicular a los ejes de los cilindros. Son ejemplos de motores de cilindros opuestos con cárter de un solo bloque el experimental Ferguson de 1965 y el del Alfa Romeo Alfasud de 1971.
Otro elemento que influye en la forma del cárter del motor es el tipo de refrigeración empleado; en efecto, en el caso de motores refrigerados por aire los cilindros se construyen separadamente, a causa de las dificultades que comporta la compleja operación de la fundición por la presencia de las aletas de refrigeración. En el caso de refrigeración por agua, es relativamente más fácil proveer en torno a los cilindros cámaras vacías que permiten la circulación del agua.
La forma del cárter del motor está condicionada también por la presencia o no de los alojamientos de los órganos mecánicos auxiliares como: árbol de levas, eje de mando del distribuidor, bomba de aceite y bomba de agua. Además, sobre el mismo se han previsto espárragos para el montaje de órganos varios (cambio de velocidades, motor de arranque, etc.), los planos para fijación de la culata, de los cilindros, del cárter del aceite y las diversas tapas de acceso a los órganos de la distribución.
En los años sesenta, el motor rotativo Wankel exigió la construcción de un tipo de cárter completamente nuevo, con problemas de fabricación totalmente distintos de los que comportaban los motores alternativos tradicionales.
Los materiales de construcción empleados actualmente para los motores convencionales son la fundición y las aleaciones de aluminio. La principal cualidad del bloque de aleación ligera consiste en la economía de peso de algunas decenas de kilogramos, como contrapartida de lo cual es necesario en el proyecto poner en obra soluciones eficaces para hacer indeformable el bloque (nerviación, refuerzos, etc.) y adoptar forros interiores (camisas desmontables) para los cilindros, de acero o fundición. Sin embargo, la economía de peso no basta para compensar los mayores gastos de mecanización y los costes debidos a la necesidad de encamisar el bloque de cilindros.
Los forros interiores pueden evitarse efectuando el cromado de los cilindros, o bien con un procedimiento de fusión denominado Acu-rad y al mismo tiempo con un tratamiento especial de los pistones. No obstante, estos procedimientos resultan costosos, lo cual explica que en el estado actual la fundición sea el material más utilizado en la fusión de los bloques.
El proyecto del cárter-bloque es complicado, dada la dificultad de conseguir calcular el esfuerzo soportado por el material en los diversos puntos, teniendo en cuenta las numerosas fuerzas que intervienen. Por este motivo, normalmente se limita a verificar la resistencia de los órganos de unión, es decir los espárragos para la fijación de la culata y los bulones de los sombreretes de asiento (bancada). El bloque es sometido, empero, a pruebas enérgicas de duración en el banco junto con el resto del motor, y a pruebas especiales de fatiga sobre bancos a propósito, con los cuales se simulan cargas con oscilaciones correspondientes a las fuerzas de detonación (unos 3.000 kg). De esta manera se pueden cotejar rápidamente las diversas soluciones y escoger la mejor.
Las mecanizaciones del bloque se ejecutan con máquinas automatizadas del tipo trans-fert. Las operaciones típicas efectuadas en el bloque son: el mandrilado de los cilindros, el taladrado de los soportes de la bancada, y el planeado de la superficie de apoyo de la culata y de los eventuales capuchones. Al final de la línea de mecanización existen máquinas que ejecutan automáticamente el control de las tolerancias de los puntos más importantes: las máquinas que controlan el diámetro de los cilindros practican, entre otras cosas, el estampado sobre el bloque de la clase de acoplamiento de los pistones.
Por ello, en los motores modernos es difícil que existan defectos directamente dependientes del bloque. En algunos casos pueden presentarse todavía: defectos de lubricación por obstrucción (debida a residuos de fundición o a virutas de mecanización) de las canalizaciones de engrase; defectos en los tapones herméticos laterales correspondientes a las cámaras de agua, con las consiguientes fugas de líquido y recalentamiento; la entrada de agua en los cilindros por defecto de nivelación de la superficie de acoplamiento con la culata, y desgaste excesivo de las camisas de los cilindros por defecto del material.

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