CULATA

CULATA: La culata también es denominada cabeza de motor ya que es la parte superior de este. Cierra los cilindros de manera que el desplazamiento de los pistones pueda provocar la compresión del aire. La parte superior de la culata es cerrada de forma estanca mediante la tapa de balancines.

La culata se encuentra unida al bloque mediante tornillos y una junta de estanqueidad. Esta pieza además de servir de tapa de los cilindros incluye dentro varios componentes.

El tren alternativo: Se denomina tren alternativo al conjunto formado por pistones, cilindros y bielas, y sus elementos auxiliares. En los cilindros se producen los 4 tiempos en los que es necesaria a entrada y salida de gases frescos y de escape.

Las válvulas de admisión y escape: Construidas en acero de alta calidad o bien con aleaciones especiales para poder soportar las elevadas temperaturas a las que se exponen por los 700, son las encargadas de permitir la entrada y salida de gases en los cilindros coordinadas mediante el árbol de levas. La valvula de admision se abre y permite la entrada de mezcla aire/gasolina, a la vez que la válvula de escape da salida a los gases de escape por los colectores. También producen el hermetismo necesario en los cilindros para que se produzca la compresión necesaria de la mezcla. Se abren mediante el árbol de levas y vuelven a su posición por la fuerza creada por el muelle de la válvula. El muelle se mantiene a presion sujeto por las chavetas.

En asiento de válvula debe estar perfectamente liso para producir la estanqueidad necesaria.

Los llamados asientos de válvulas son anillos de acero colocados en la llegada de los conductos de admisión y escape dentro de la cámara de combustión los cuales tiene como objetivo producir el cierre hermético del cilindro en conjunto con las caras de la válvula.

Los retenes de válvula cierran la válvula en la guía de esta evitando la filtración de aceite.

El árbol de levas: El árbol de levas es el órgano del motor que regula el movimiento de las válvulas de admisión y de escape. Se trata de un árbol dotado de movimiento rotativo, sobre el cual se encuentran las levas que provocan un movimiento oscilatorio abriendo y cerrando las válvulas. Cada válvula se cierra según el perfil de la leva, pero por acción del muelle.

Se pueden diferenciar dos tipos de disposición de arbol de levas, dependiendo si este se encuentra en la culata o en el bloque. Estos sistemas son los siguientes:

OHV (Over Head Valves)

El árbol de levas se encuentra debajo del pistón. En este sistema la transmisión el movimiento del cigüeñal al árbol de levas se realiza directamente, a través de piñones, o con la interposición de un tercer piñón, también se realiza a través de una correa corta. La desventaja viene dada por el elevado número de elementos que componen este sistema para compensar la distancia existente entre el árbol de levas y las válvulas. Este inconveniente influye sobre todo a altas revoluciones del motor, lo cual supone un límite en el número de revoluciones que estos motores pueden llegar a alcanzar. Este sistema se ve muy influenciado por la temperatura del motor

OHC (Over Head Camshafts)

Estos llevan el árbol de levas en la culata, sobre los pistones, el árbol de levas actúa directamente sobre las válvulas, sin varillas u otros elementos. La ventaja de este sistema es que se reduce considerablemente el número de elementos entre el árbol de levas y las válvulas por lo que la apertura y el cierre de las válvulas es más precisa y más rápida. Esto trae consigo que los motores puedan alcanzar mayor número de revoluciones. Tiene la desventaja de complicar la transmisión de movimiento del cigüeñal, ya que se necesitan correas o cadenas de distribución de mayor longitud, que con el uso se van desgastando en mayor medida, necesitando más mantenimiento. Este sistema es en general más caro y complejo pero resulta mucho más efectivo y se obtiene un mayor rendimiento del motor. Dentro del sistema OHC existen dos variantes (SOHC y DOHC)

SOCH: Esta disposición usa un solo árbol de levas ubicado en la culata.

DOCH: (Dual OverHead Camshafts) Doble árbol de levas en la cabeza, que pueden accionar 3, 4 o hasta 5 válvulas por cilindro. Para el caso de cuatro cilindros se podría hablar de 16 válvulas, cuatro válvulas por cilindro o en uno de 6 cilindros un DOHC de 24 válvulas.

Bujías si se trata de un motor de gasolina o para los

inyectores o incluso una precámara de combustión si es un motor diésel: Las bujías son uno de los elementos principales de cualquier motor a gasolina. La misión principal de una bujía es hacer que se encienda la chispa necesaria para que se inflame la mezcla de aire y gasolina en el interior del cilindro de nuestro coche. En cada cilindro suele haber una bujía con su respectivo cable de bujía, aunque existen motores con dos bujías por cilindro. En caso de ser un motor diesel se utilizan calentadores en vez de bujías.

Colectores de admision y escape.

-El colector de admisión: es el conducto a través del cual accede el aire hacia las canalizaciones de la culata. El colector se sujeta a la culata del motor por medio de unos pernos y su diseño condicionará la forma en la que se llenan los cilindros. Generalmente suelen ser fabricados en aluminio o similares y también en materiales plásticos de considerable resistencia.

COLECTORES DE ADMISIÓN VARIABLE: Los colectores de admisión convencionales no cuentan con la flexibilidad con la que están dotados los colectores de admisión variable, de modo que no se adapta igual de bien a los distintos regímenes del motor.

La principal función de un sistema de admisión variable es la de facilitar la entrada de aire a los cilindros en función del régimen al que esté funcionando el motor en ese preciso momento, de forma que éste se adapte y logre aumentar sus prestaciones.

Estos sistemas son los denominados de inyección multipunto y en ellos la inyección del combustible se realiza por medio del tubo de admisión o en la cámara de combustión, en aquellos sistemas que utilizan la inyección directa, por delante de la válvula de admisión. Estos tubos de admisión tan solo transportan aire, de modo que el diseño de los mismos está configurado en base a mejorar esa admisión de aire.
Además, el colector de admisión variable dispone de un sistema de aletas, también llamadas mariposas, que se controla de forma electrónica y que es el encargado de canalizar el aire por el colector de admisión corto en regímenes bajos de potencia y por la sección larga cuando se circula a regímenes más elevados.
Así pues, los colectores de admisión convencionales logran un par motor elevado con un bajo número de revoluciones o bien, una potencia elevada con un número de revoluciones también elevado; pero no llega a combinar nunca estos dos beneficios. Por ello, se crea la necesidad de encontrar un sistema que sea igual de eficaz en todos y cada uno de los regímenes del motor: el colector de admisión variable.

-El colector de escape: Llamamos colector de escape al entramado de tubos que se unen a los conductos de escape del vehículo y que se encargan de recibir del motor los gases que resultan de la combustión para expulsarlos al exterior. El colector de escape se encuentra ubicado en un lateral de la culata y va anclado a ésta con una junta de escape que asegure su perfecto acople. Ambos elementos deben estar diseñados para aguantar las elevadas temperaturas de los gases de combustión por lo que habitualmente se fabrican en fundición de hierro para prevenir posibles escapes que disminuyan el rendimiento del motor. Los gases de escape salen a través de los cilindros y el colector de escape va unido a ellos por medio de varios tubos con el mismo largo y diámetro. Se compone de tantos tubos como cilindros posea el motor y en el otro extremo van unidos entre sí. Desde ahí los gases son canalizados hacia el catalizador, que actuará como filtro y luego los deslizará por el tubo de escape y el silenciador antes de que lleguen de nuevo a nuestra atmósfera.

MATERIALES EMPLEADOS PARA LA FABRICACIÓN DE CULATAS: Podemos encontrar culatas de diferentes materiales. Se fabrican de materiales ligeros y que disipan rápido el calor, así como aleación de aluminio o hierro fundido. Las culatas de aluminio, aunque conducen mejor el calor tienen menor resistencia a la fricción por lo que llevan revestimiento de acero y son más caras que las de fundición de hierro normal.

Es importante que la culata y el bloque tengan la misma dilatación del material para que no tengan pérdida de estanqueidad y no afecte al rendimiento del motor.

CAMARA DE COMPRESION: Una de las partes destacadas en la culata es la camara de compresion. Es la parte comprendida entre la culata y el PMS del pistón, donde se comprime la mezcla de aire y gasolina cuando el pistón sube al punto muerto superior. En el caso de los motores diesel la cámara de compresión se sitúa en el pistón, pero en caso de los motores gasolina esta se mecaniza en la culata en la parte inferior donde cierra los cilindros. La forma de esta es importante y varía dependiendo la situación de las bujias o calentadores, la posicion de las valvulas de admision y escape y del diseño de los conductos de admisión y escape y la forma de la cabeza del pistón para crear un turbulencia en la entrada de gases y mejorar el rendimiento del motor.

DAÑOS EN LA CULATA Y COMPROBACIONES: Los daños en la culata afectan el rendimiento del motor perdiendo estanqueidad y a la vez compresion.

Se debe proceder a una serie de comprobaciones en la culata.

Para comprobar la estanqueidad de las cámaras de compresión llenando estas de un fluido con las válvulas cerradas para asegurar que estas cierran debidamente. Se llevará a cabo en todas las cámaras. Las válvulas se esmerilan para que el cierre sea estanco y asienten bien.
Se deberá comprobar la planitud de esta mediante una regla y galgas de espesores comparando los desgastes permitidos según el fabricante de ese motor. Esta comprobación se efectuará a lo largo a lo ancho y en x además de comprobar también entre los cilindros. Ninguna de las partes podrá estar rallada o mellada, sobre todo camaras de compresion o partes de apoyo de la culata con el bloque o la tapa de balancines para que cierre estanco además de tener las juntas en buen estado.
Se habrá de comprobar el diámetro de los apoyos de los árboles de levas, así como el de los alojamientos de los taques. Ello se efectuará con ayuda de un micrómetro de interiores o un alexometro.

MONTAJE Y DESMONTAJE: A la hora de proceder a desmontar o montar la culata debemos seguir un orden de apriete de los tornillos además de dar un par de apriete específico también fijado por el fabricante. El apriete se debe realizar en forma de espiral de dentro a fuera en forma de espiral o en forma de X y para desmontarla de la misma forma pero de fuera a el centro de la culata.

TAPA DE BALANCINES O DE CULATA: Cierra estanca la parte superior de la culata evitando la fuga de vapores. Se construye de chapa de acero y más frecuentemente de aleación de aluminio. Aporta mayor rigidez a la culata. La tapa de une a la culata mediante tornillos con una junta de estanqueidad entre las dos piezas.