En todos los motores de combustión interna, el cigüeñal y las bielas giran en cojinetes especiales: camisas.Lea sobre qué es una camisa de cigüeñal, qué funciones realiza, qué tipos de camisas son y cómo están dispuestas, así como la selección correcta de camisas nuevas para reparación: lea el artículo.
¿Qué son las camisas del cigüeñal?
La camisa del cigüeñal es parte del mecanismo de manivela de un motor de combustión interna, un cojinete liso que reduce las pérdidas por fricción y el atasco de piezas en los puntos de contacto del cigüeñal con la bancada del bloque del motor ycigüeñalcon bielas de pistón.El uso de cojinetes de fricción se debe a condiciones difíciles y cargas elevadas, bajo las cuales los rodamientos (de bolas o de rodillos) funcionarían de manera ineficaz y tendrían pocos recursos.Hoy en día, la mayoría de las unidades de potencia utilizan camisas, y solo en algunos motores de baja potencia de uno y dos cilindros se utilizan rodamientos como soportes del cigüeñal.
Las camisas del cigüeñal tienen varias funciones básicas:
• Reducción de las fuerzas de fricción en el punto de contacto del cigüeñal, soportes del bloque de cilindros y bielas;
• Transferencia de fuerzas y pares que surgen durante el funcionamiento del motor: de las bielas al cigüeñal, del cigüeñal al bloque del motor, etc.;
• Distribución adecuada del aceite (formación de una película de aceite) sobre las superficies de las piezas en fricción;
• Correcta alineación y posicionamiento de las piezas entre sí.
Las camisas del cigüeñal juegan un papel importante en el funcionamiento de la unidad de potencia, pero al mismo tiempo son bastante simples en términos de diseño.
Tipos y características de camisas de cigüeñal.
Los cojinetes lisos del cigüeñal se dividen en tipos según el lugar de instalación, el propósito y las dimensiones de reparación.
En el lugar de instalación, existen dos tipos de revestimientos:
•Indígena;
• Bielas.
Los cojinetes principales están instalados en la bancada del cigüeñal en el bloque del motor y cubren los muñones principales del cigüeñal, asegurando su libre rotación.Los cojinetes lisos de biela están instalados en la cabeza inferior de la biela y cubren el muñón de la biela del cigüeñal.
Además, los insertos se dividen en dos grupos según su finalidad:
• Convencional: proporciona sólo una reducción de las fuerzas de fricción en los puntos de contacto de las piezas;
• Bloqueo principal: además asegura la fijación del cigüeñal en la bancada, evitando su desplazamiento axial.
Los cojinetes deslizantes convencionales son semianillos planos y de paredes delgadas.Los cojinetes de bloqueo se pueden fabricar en forma de semianillos de empuje (que se utilizan en un juego con un revestimiento plano) y revestimientos con collares;Los medios anillos se instalan en el extremo del motor, las camisas de collar se montan en uno o dos soportes de la bancada del cigüeñal.
Las camisas del cigüeñal se desgastan durante el funcionamiento y deben ser reemplazadas; los muñones del cigüeñal también están sujetos a desgaste, lo que conduce a un aumento en el espacio entre las partes que se frotan.Si instala revestimientos nuevos del mismo grosor que los antiguos, el espacio seguirá siendo demasiado grande, lo que conlleva golpes y un desgaste aún más intenso.Para evitar esto, se utilizan camisas de las llamadas dimensiones de reparación, un espesor ligeramente mayor que compensa el desgaste de los muñones del cigüeñal.Los revestimientos nuevos tienen un tamaño de 0,00, los revestimientos de reparación se producen con un aumento de espesor de 0,25, 0,5, 0,75, 1,0, 1,25, 1,5 mm, dichos insertos se denominan respectivamente +0,25, +0,5, etc.
El diseño de las camisas del cigüeñal.
El cojinete liso del cigüeñal es compuesto y contiene dos medios anillos planos de metal que cubren completamente el muñón del cigüeñal (superior e inferior).Hay varios elementos en esta parte:
• Orificios (uno o dos) para pasar aceite a los canales de aceite en el cigüeñal y la biela;
• Cerraduras en forma de púas o ranuras para pasadores para fijar el cojinete en el soporte de la bancada del cigüeñal o en la cabeza inferior de la biela;
• Ranura longitudinal para el suministro de aceite al orificio (realizada sólo en el revestimiento ubicado en el lado del canal; este es el revestimiento principal inferior y el revestimiento superior de la biela);
• En los revestimientos de empuje del collar: paredes laterales (collarines) para fijar el cojinete y limitar el movimiento axial del cigüeñal.
El revestimiento es una estructura multicapa, cuya base es una placa de acero con un revestimiento antifricción aplicado a su superficie de trabajo.Es este recubrimiento el que proporciona una reducción de la fricción y una larga vida útil del rodamiento, está fabricado con materiales blandos y, a su vez, también puede ser multicapa.Debido a su menor suavidad, el revestimiento del revestimiento absorbe partículas microscópicas del desgaste del cigüeñal, evita atascos de piezas, raspaduras, etc.
Por diseño, las camisas del cigüeñal se dividen en dos grupos principales:
•Bimetálico;
• Trimetálico.
Los rodamientos bimetálicos se disponen de la forma más sencilla.Se basan en una tira de acero con un espesor de 0,9-4 mm (según el tipo y finalidad de la pieza, los cojinetes principales son más gruesos, las bielas son más delgadas), sobre la que se aplica una capa antifricción con un espesor de 0,25- Se aplica 0,4 mm.lubricante sólido) hasta un 75%, también puede contener pequeñas cantidades de níquel, cadmio, zinc y otros metales.
Además del revestimiento antifricción principal, los revestimientos trimetálicos tienen una capa de cobertura con un espesor de 0,012-0,025 mm (12-25 μm), que proporciona propiedades protectoras (combate la corrosión y el desgaste excesivo de la capa base) y mejora la antifricción. Cualidades del rodamiento.Este recubrimiento está hecho de una aleación de plomo, estaño y cobre con un contenido de plomo del 92-100%, estaño hasta el 12% y cobre no más del 3%.
Además, pueden estar presentes capas adicionales en los cojinetes lisos:
• La capa protectora superior de estaño es una capa de estaño puro con un espesor de sólo 0,5-1 micras, que proporciona protección contra la corrosión, grasa y contaminación durante el transporte, instalación y rodaje del revestimiento;
• La capa protectora inferior de estaño es la misma capa aplicada en el exterior de la camisa (hacia los soportes del cigüeñal o hacia el interior de la cabeza de la biela);
• Subcapa de níquel (barrera de níquel, junta): una capa delgada de níquel de no más de 1 a 2 micrones entre el revestimiento antifricción principal y la capa de revestimiento.Esta capa evita la difusión de átomos de estaño desde la capa de recubrimiento hacia la principal, lo que asegura la constancia de la composición química del recubrimiento antifricción principal.En ausencia de una barrera de níquel en el revestimiento principal, la concentración de estaño puede aumentar, lo que provoca cambios negativos en las características del rodamiento.
La estructura considerada de los cojinetes lisos no es estándar; muchos fabricantes ofrecen sus propios esquemas y diseños únicos.Por ejemplo, la aleación antifricción principal se puede aplicar a la base de acero no directamente, sino a través de una subcapa adicional de aleación de aluminio o cobre, la capa de recubrimiento puede tener una variedad de composiciones, incluso sin plomo, etc.
Cuestiones de selección y sustitución de camisas de cigüeñal.
Al seleccionar cojinetes lisos, es necesario partir del modelo de motor, el desgaste de las piezas acopladas y la presencia de camisas de reparación.Como regla general, las camisas se fabrican para una gama de modelos o incluso para un modelo de motor, por lo que es imposible reemplazarlas con piezas de otro motor (con raras excepciones).Además, no se pueden utilizar camisas sin tener en cuenta el desgaste de los muñones del cigüeñal, de lo contrario la reparación se convertirá en problemas aún mayores.
Antes de elegir el tamaño de reparación de los rodamientos, es necesario determinar el desgaste de los muñones del cigüeñal y otras piezas relacionadas (camas, cabezas de biela, aunque son menos susceptibles al desgaste).Por lo general, el desgaste de los cuellos se produce de manera desigual, algunos se desgastan más intensamente, otros menos, pero se compra un juego de revestimientos idénticos para reparar, por lo que todos los cuellos deben pulirse hasta obtener el mismo tamaño.La elección del valor al que rectificarán los muñones del cigüeñal depende de la disponibilidad de cojinetes de ciertos tamaños de reparación adecuados para este motor en particular.Para motores con poco kilometraje, se seleccionan tamaños de reparación de +0,25 o +0,5, para motores con un kilometraje significativo, es posible que sea necesario rectificar hasta un tamaño de reparación de +1,0, en motores viejos incluso más, hasta +1,5.Por lo tanto, para los motores nuevos se suelen producir camisas de tres o cuatro tamaños de reparación (hasta +0,75 o +1,0), y para los viejos, se pueden encontrar camisas de hasta +1,5.
El tamaño de reparación de las camisas del cigüeñal debe ser tal que al ensamblar el motor entre el muñón del cigüeñal y la superficie de apoyo quede un espacio en el rango de 0,03 a 0,07 mm.
Con la elección correcta de cojinetes lisos para el cigüeñal, el motor, incluso con un alto kilometraje, funcionará de manera eficiente y eficiente en varios modos.
Hora de publicación: 22 de agosto de 2023