3. 0
ÍNDICE
Página
1. PARTES DE LA MOTOCICLETA 1
2. NOCIONES BÁSICAS DE LA MECÁNICA 6
3. TEORÍA BÁSICA DEL MOTOR 14
4. TIPOS DE MOTORES 21
5. SINCRONIZACIÓN DE VÁLVULAS 27
6. HERRAMIENTA ESPECIALIZADA DE MOTOR COMPESÓMETRO 32
7. CULATAS O CABEZA DE CILINDRO 33
8. RESORTES 42
9. VÁLVULAS 43
10. JUNTAS DE CULATAS 55
11. EL REGLAJE DE VÁLVULAS 59
12. MONEDAS DE AJUSTE (SHIMS)Y CAPUCHONES 62
13. CADENA DE DISTRIBUCIÓN 63
14. ALZAVÁLVULAS Y VARILLAS LEVANTAVÁLVULAS 67
15. SERVICIO GENERAL AL TREN DE VÁLVULAS 70
16. PRELUBRICACIÓN DEL TREN DE VÁLVULAS 71
17. SERVICIO AL SISTEMA DE COMBUSTIBLE 77
18. HERRAMIENTA ESPECIALIZADA DE MEDICIÓN. LA CADENA 81
19. FRENOS 98
20. CÓMO DAR SERVICIO A LOS FRENOS DE TAMBOR 104
21. CÓMO LOCALIZAR FALLAS EN LOS FRENOS DE TAMBOR 105
22. PRINCIPIO DE FUNDAMENTO DEL CIRCUITO HIDRÁULICO 109
23. AUTOAJUSTE DE LA PASTILLA DE DISCO 111
24. AVERÍAS EN LOS FRENOS DE DISCO 122
25. FRENOS DE CHICOTE DE DISCO 124
26. LLANTAS Y CÁMARAS 128
27. COMPONENTES BÁSICOS DE LOS RINES 147
28. LA TRANSMISIÓN POR CARDÁN 156
29. SISTEMA ELÉCTRICO 167
30. COMPONENTES FUNDAMENTALES DE UN CIRCUITO ELÉCTRICO 174
31. EL MULTÍMETRO 178
32. LA BATERÍA 180
4. 1
PARTES DE LA MOTOCICLETA
La motocicleta
La motocicleta es un vehículo de dos ruedas autopropulsado, por un motor de
combustión interna a base de gasolina. Hoy en día, entre la oferta de los fabricantes
encontramos fundamentalmente motores de cuatro tiempos, ya que los motores de dos
tiempos han quedado relegados a utilizaciones minoritarias por las exigentes normas
medioambientales.
Sea cual fuere el ciclo del motor (dos o cuatro tiempos), su objetivo es transformar el
movimiento alternativo (subir y bajar) del pistón o pistones (según sea uno o más cilindros),
en un movimiento giratorio en el cigüeñal por medio de la biela.
Este movimiento del cigüeñal pasa por la transmisión primaria hasta el embrague.
El embrague se encarga de comunicar dicho movimiento a la caja de cambios cuando
nos interese hacerlo.
La caja de cambios posee un número determinado de velocidades o relaciones que
nos servirán para dar al vehículo la fuerza y velocidad que nos sean necesarias en cada
situación.
A la salida de la caja de cambios se encuentra un sistema de transmisión secundaria
(piñón dentado/cadena, polea/banda o sistema cardán) que se unirá con la rueda trasera, que
es la motriz.
Distribución de estos mecanismos en el motor.
Todos estos mecanismos se encuentran integrados en un solo bloque lo más
compacto posible, que contiene una determinada cantidad de aceite para la lubricación de
todos ellos.
Si observamos la figura, se pueden ver los cilindros, los pistones, las válvulas y el
generador entre otros.
5. 2
La rueda trasera
Es la que recibe el movimiento del motor y lo comunica al suelo por medio del
neumático. Se compone de:
En el centro está el sistema de frenos (disco o tambor de freno).
A un Lado se encuentra la corona que recibe el movimiento del motor por medio de
una cadena, banda o sistema cardan.
Al conjunto formado por el piñón de salida del motor, la cadena y la corona se le
denomina transmisión final.
El neumático va encajado en la cama del rin o aro, que puede ser fabricado en acero o
aluminio, entre otros. El rin o aro puede:
Unirse con el tambor o maza, mediante
rayos de acero.
Formar un cuerpo con la maza y los
brazos, en cuyo caso se fabrica por fundición en
una aleación ligera de aluminio o magnesio.
La rueda delantera
Es la encargada de la dirección del vehículo.
Está constituida básicamente de la misma manera que la trasera, con la excepción de
carecer de tracción.
6. 3
El chasis
Es el componente donde se sujetan todos los elementos. Puede estar construido con
diferentes componentes, principalmente en tubo de aluminio o acero.
Las ruedas se unen al chasis por medio de las suspensiones, que son elementos
elásticos que proporcionan comodidad al conductor y estabilidad al vehículo.
Deberá ser rígido en cuanto a construcción y diseño.
Deberá atenerse a unas medidas muy concretas que el fabricante determina según la
utilización del vehículo.
Las suspensiones
Las suspensiones son las encargadas de unir las ruedas con el chasis:
La suspensión delantera suele estar formada por un sistema telescópico (una barra
que corre en el interior de otra) de dos brazos, con un resorte interior y un sistema hidráulico.
El método más generalizado para la suspensión trasera es el de unir una parte móvil
del chasis, llamada brazo oscilante o basculante, con una parte fija del mismo por medio de
un amortiguador o dos, dependiendo del sistema empleado. Este amortiguador está
compuesto por un resorte exterior y un sistema hidráulico en su interior.
Se utiliza generalmente un solo amortiguador trasero anclado en el basculante por
delante de la rueda trasera.
Este sistema, que tuvo su comienzo en el moto-cross, suele contar con una serie de
bujes y bieletas en su unión con el basculante o el chasis
7. 4
Mandos
Los diferentes mandos son los encargados de transmitir las órdenes del conductor a la
motocicleta.
Mandos de la motocicleta
El acelerador Se encuentra en el lada derecho del manubrio o manillar. Por medio de
un cable de acero regula la mariposa del sistema de inyección
electrónica o el embolo del carburador.
El embrague Se encuentra en el lado izquierdo del manubrio o manillar. Puede
ser activado por un cable o por medio de un sistema hidráulico que
se activa con una palanca llamada maneta de embrague.
Freno delantero Delante del acelerador se encuentra la maneta que activa al
freno delantero.
Freno trasero Se activa generalmente por medio de una palanca situada delante
del estribo o posa pie derecho.
Palanca de
cambios
Está presente si la motocicleta tiene sistema de cambios manual.
Se activa por medio de una palanca situada delante del estribo o
posa pie izquierdo.
El acelerador, el embrague y el freno delantero (en los scooters también el treno
trasero), así como los mandos de luces, etc., se encuentran en el manubrio o manillar, que es
un tubo de acero o aluminio doblado convenientemente y sujeto al soporte superior de la
horquilla telescópica.
Por medio del manubrio o manillar controlaremos, por lo tanto, la dirección del
vehículo.
8. 5
La carrocería
Sirve a la vez como elemento de decoración y también como elemento de protección y
confort.
Podemos considerar como carrocería el depósito de gasolina, el asiento, el colín
trasero, las tapas laterales, las salpicaderas, el carenado delantero, etc.
Las siguientes imágenes nos muestran la motocicleta
vista desde distintos ángulos y sus componentes en
general, incluido el motor. Más adelante revisaremos
estos componentes de manera profunda, analizando
todos los detalles de funcionamiento, mantenimiento y
reparación.
9. 6
NOCIONES BÁSICAS DE MECÁNICA
Herramientas
Antes de conocer el procedimiento que hay que seguir para desmontar y montar todos los
componentes de una motocicleta, es necesario conocer las herramientas que vamos a utilizar
y cómo hacerlo adecuadamente para no dañar ninguna pieza, eligiendo la más adecuada en
cada caso.
10. 7
En el caso de la motocicleta, las herramientas básicas necesarias son de uso común
en el mundo de la mecánica y son fáciles de encontrar incluso en la mayoría de las ferreterías
comunes.
Además de las herramientas básicas, tenemos que tener también en cuenta los
instrumentos de medición. Estas herramientas de precisión se utilizan en casos concretos
para medir partes mecánicas y deben ser tratadas y alojadas con cuidado.
Por último, vamos a ver de forma más superficial otras herramientas especiales que,
por su precio o escasa utilización, no son parte del equipamiento básico.
Los libros o manuales de usuario y de servicio son una herramienta que el mecánico
siempre debe tener a su disposición para el mantenimiento y reparación de la motocicleta:
• El manual de usuario se entrega cuando se compra la moto nueva.
• El manual de servicio lo pone el fabricante a disposición del técnico-mecánico, bien en
formato papel o actualmente a través de Internet.
Las llaves españolas o fijas
Son llaves planas con una boca en cada extremo, generalmente de números
correlativos.
La longitud de la llave está en proporción con la boca a fin de hacer la fuerza adecuada
a cada tamaño de cabeza. El número de la boca es la medida en milímetros entre dos caras
opuestas de la tuerca.
Su empleo es muy sencillo:
• Debemos tener en cuenta que, debido al ángulo de la boca, al dar la vuelta a la llave nos
formará un ángulo de 30º con la posición anterior.
• Cuando la llave no pueda recorrer los 60º necesarios para ser introducida en otra posición,
debemos darle vuelta.
11. 8
Llaves de estrías o estrella
Ventajas sobre las fijas:
• Son más robustas.
• Se evita el daño o marcas en el hexágono de las tuercas, al rodear todo el diámetro y
ejercer una fuerza más uniforme.
Sus desventajas:
• Al tener la boca cerrada, sólo se pueden introducir por la parte superior de la tuerca y a
veces esto no es posible. Imaginemos, por ejemplo, que por el centro de la tuerca pasa un
tubo y nos daremos cuenta de que no hay manera de introducir la llave.
Llaves mixtas
Presentan una boca abierta en un extremo, como las españolas y otra estriada en el
otro, siendo ambas bocas del mismo número o dimensión.
Llaves de tubo
Son de forma tubular con una boca en cada extremo y el cuerpo de forma hexagonal
para poder girarlas con una llave fija.
También pueden presentar dos orificios laterales por los que podemos pasar una
varilla con la que giramos la llave.
Al apretar la tuerca desde arriba, necesitan de espacio libre alrededor de ellas y, como
la rodean completamente, no se producen daños en la tuerca.
Un ejemplo puede ser una llave de bujías, aunque generalmente sólo tiene boca por
un extremo.
12. 9
Dados y matraca
Es una llave que tiene forma de tubo, y sirve para apretar de una forma más rápida un
tornillo o tuerca.
Una vez acoplada al tornillo o la tuerca sólo ejerce fuerza en un sentido (apretar o
aflojar) y al mover en el otro sentido el acoplamiento con la llave gira libre produciendo un
sonido de carraqueo que le da nombre a la herramienta.
Como no hace falta acoplar y desacoplar la llave en cada porción de giro, se evita esa
pérdida de tiempo y se realiza el trabajo mucho más rápido.
Los dados son intercambiables por lo que no es necesario tener una matraca para
cada medida.
Llaves Allen
Se usan en tornillos de cabeza hexagonal.
El nombre de estas llaves es en honor a un fabricante americano, aunque en algunas
partes del mundo se les conoce como llaves Inbus, por la empresa que las inventó y patentó
en Alemania.
Es muy importante utilizar llaves Allen con la calidad mínima exigible, ya que de otra
forma es fácil redondear el hexágono. Si se nos redondeara el hexágono, no podríasmos
aflojar el tornillo.
Pueden presentar forma:
• Acodada.
• Recta
• En forma de T.
Llave inglesa o perico
Es una llave abierta con un tornillo que regula la abertura entre dos medidas
dependiendo del tamaño.
Debe ser siempre una herramienta de apoyo, sólo para casos en los que no
dispongamos de la medida correcta.
Por su construcción, se desajustan con gran facilidad, produciéndose holguras que
pueden hacer que la llave resbale sobre el hexágono y redondee la tuerca, por lo que se
debe de utilizar lo mínimo posible.
13. 10
Desarmadores o destornilladores
Es una herramienta que se utiliza para aflojar o apretar tornillos.
Debemos siempre elegir un desarmador con el tamaño de la punta adecuada al
tamaño del tornillo.
Debemos tener mucho cuidado:
-Si utilizamos un destornillador con punta pequeña, deformaremos la cabeza.
-Si utilizamos un destornillador con punta grande, dañaremos la parte metálica circundante.
La punta del desarmador puede ser de múltiples tipos.
Algunas de las puntas de desarmador más comunes son planas, en cruz o estrella de
4 puntas o Phillips, de 6 puntas o Torx, de vaso, Allen, etc.
Según su tamaño:
• Los desarmadores largos se emplean para tornillos muy apretados, ya que con ellos se
hace más fuerza.
• Los desarmadores de tamaño muy pequeño se utilizan para trabajar en espacios reducidos.
Martillos
Es una herramienta de percusión que se utiliza para golpear.
Hay de varios tipos dependiendo de para qué se quiera utilizar exactamente y de la
pieza que se va a golpear.
Los más utilizados son los de bola de acero, de aluminio, de
goma y de nylon.
Los martillos nunca deben usarse para aumentar la fuerza sobre
una llave. Para extraer ejes o rodamientos, se puede utilizar el martillo
de Nylon suavemente en algunos casos concretos, como ejes de
ruedas o basculantes.
Pinzas o Alicates
Es una herramienta que se utiliza para apretar o atenazar.
Las pinzas mixtas o pinzas de chofer, que son las más
generalizadas, presentan una superficie de agarre plana y otra
redonda y dos tipos de cortadores, que no deben utilizarse para
alambres muy duros, como acero inoxidable o resortes.
14. 11
Para pelar y cortar cables, los más adecuados son las pinzas de punto y las pinzas de
corte.
Para extraer seguros necesitamos pinzas especiales de puntas afiladas y redondas,
llamadas pinzas de seguros, pudiendo ser seguros interiores o exteriores.
La lima
Es una herramienta manual de desbaste y/o pulido que se utiliza en múltiples
aplicaciones.
Suelen estar construidas en acero fundido con sus superficies estriadas.
Según el tallado de las superficies de la lima pueden ser:
• Bastas.
• Entrefinas.
• Finas.
Según la forma de la lima, ésta puede ser:
• De media caña.
• Triangular.
• Rectangular.
• Redonda.
• Cuadrada, etc.
Dentro de cada clase de tallado y forma se suelen construir en diferentes tamaños de
longitud.
Cuando limamos materiales blandos, las partículas de éstos se adhieren e incrustan
entre las estrías de la lima, llegando un momento que su efectividad decrece. Para limpiar la
lima, deberemos emplear un cepillo pequeño de alambre, y repasar las estrías en el sentido
de éstas.
En la motocicleta no se realizan trabajos complicados con la lima, por lo que éstos
deberían limitarse a desbastar o pulir algunas piezas.
La Segueta o sierra
Es una herramienta manual que sirve para cortar. Consta de un arco y una hoja
dentada que cuando se desgasta por el uso debe cambiarse.
El dentado de la hoja debe disponerse con las crestas de los dientes hacia adelante,
de forma que el corte se produzca al empujar el arco hacia adelante.
15. 12
La operación de serrar no debe ser rápida y se debe tener cuidado, pues la hoja es
frágil.
Taladro y brocas
Es una herramienta que se utilizar para realizar agujeros o para atornillar. Se puede
usar para realizar algunas reparaciones específicas de la motocicleta.
Existen taladros/atornilladores recargables, con portabrocas de hasta 13 mm de
diámetro, las brocas son los instrumentos de corte para realizar orificios. También hay otros
accesorios como cepillos de alambre, discos de lija, etc.
Antes de taladrar una pieza debemos tener la precaución de marcar con un granete o
punto y un martillo el punto exacto donde queremos hacer el agujero, a fin de que la punta de
la broca no resbale.
Aceitera
Contenedor de aceite con punta y mecanismo de bombeo, indispensable para
engrasar cables y articulaciones periódicamente.
Elevador o caballete
Se utilizan para elevar o mantener recta la motocicleta durante su mantenimiento o
reparación. Los caballetes son adaptables a diferentes tipos de motocicleta y son
independientes de los que pueda disponer la motocicleta, sobre todo si ésta es de montaña o
de competición.
Las rampas o bancos elevadores son más caros y son utilizados por el mecánico
profesional.
La moto puede apoyarse en un caballete según su tipo:
• En los tubos del chasis que pasan por debajo del motor, en el caso de motos de montaña.
• En las estriberas o en los brazos de suspensión, en el caso de motos de velocidad.
Otros elementos
Aparte de las herramientas hasta aquí descritas, debemos disponer de otros
elementos útiles e imprescindibles para el taller.
Estos elementos pueden ser:
• El rollo de papel de taller.
• Embudo.
• Cepillo de alambre y brochas para limpiar.
• Una bomba de aire si no disponemos de un compresor.
Instrumentos de medición
Aunque la lista es más amplia estudiaremos en este capítulo los instrumentos de
medición más usuales.
16. 13
1. El calibre o pie de rey o vernier
Nos servirá para medir directamente pequeñas longitudes o espesores, así como los
diámetros exteriores e interiores de las piezas y las profundidades de los orificios.
2. Las galgas o calibrador de lainas
Las galgas se usan para medir espesores. Constan de una serie de láminas metálicas de
diferentes espesores que iremos introduciendo hasta encontrar la que ajusta en la separación
entre dos elementos, por ejemplo: los electrodos de la bujía y el reglaje de válvulas, tal y
como veremos más adelante.
3. La cinta métrica
Deberá ser metálica.
Nos servirá para grandes medidas como, por ejemplo, la anchura del manillar, la distancia
entre ejes, etc.
Herramientas especiales
Con este título denominamos aquellas que son específicas para alguno de los
sistemas de la motocicleta:
• 1. Cargador de baterías.
• 2. Densímetro.
• 3. El multímetro.
• 4. La llave dinamométrica.
• 5. El medidor de presión de aire de los neumáticos.
• 6. Extractores.
• 7. Comparadores.
Todas estas herramientas las veremos en profundidad al estudiar los diferentes sistemas.
17. 14
Torquimetro
El torquímetro o llave dinamométrica es una
herramienta manual que se utiliza para apretar
tornillos dándole un par de apriete muy exacto. El
torque que se le debe de aplicar a cada tornillo se
establece de acuerdo a factores como el tamaño
del tornillo, material del tornillo y la tuerca o
contraparte, tipo de cuerda, etc.
Cada manual de servicio nos indica un
torque para cada tornillo y en caso de no incluir
alguno, se tiene una tabla general con diferentes
medidas de tornillos y sus torques.
Cada tornillo que se ensamble a la motocicleta se le debe de aplicar su torque, ya que
de no hacerlo existe posibilidad de que se afloje durante el uso o se barran las roscas durante
su apriete.
Es posible encontrar diferentes clases de torquímetros, como el torquímetro de trueno,
el torquímetro de carátula, el torquímetro electrónico y el multitorque.
Para que el trabajo a realizar sea exitoso, es importante sujetar el torquímetro con
firmeza por su mango y para garantizar la precisión del ajuste, es imprescindible que el
torquímetro no sea sometido a golpes.
TEORIA BASICA DEL MOTOR
¿Qué es el motor?
En general el “motor” es un dispositivo que convierte la
energía del agua, del viento, del calor, de la electricidad o de
la potencia atómica en energía mecánica.
Un motor que convierte la energía calorífica producida
por la combustión, en potencia, se llama “motor térmico”.
Tipo de motores térmicos
Hay dos tipos de motores térmicos. Uno es el “motor de combustión interna “, tal como
el motor de gasolina y el motor diesel, en los que se produce energía calorífica y se usa como
potencia. El otro es el “motor de combustión externa”, tal como el motor de vapor, y la turbina
de vapor que producen energía calórica fuera del motor y la convierte en potencia.
18. 15
Los motores de motocicleta deben ser de tamaño pequeño, de alta potencia, fáciles de
manejar, con poca tendencia a tener problemas, y silenciosos. Teniendo esto en
consideración, se usan motores a gasolina.
CLASIFICACIÓN DE LOS MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA
Los motores de combustión interna se clasifican por el tipo de combustible, el tipo de
movimiento, el sistema de encendido y las funciones del pistón.
Clasificación por el tipo de combustible: de gas (aceite ligero, aceite pesado), y
motores a reacción (queroseno). Motores a gasolina (gasolina), motores de diesel (aceite
ligero), motores a gas (GLP), turbinas.
Clasificación por el tipo de movimiento: motores recíprocos (motores de pistón) y
motores rotatorios (turbina, motores rotatorios).
Clasificación por el sistema de encendido: encendido por chispa, encendido por
compresión, motores de bulbo caliente.
Clasificación por ciclos de operación: motores de cuatro tiempos (4 ciclos), motores
de dos tiempos (2 ciclos), motores rotatorios.
Sistemas de admisión dee
combustión de combustible
Admisión por vacíos (aspiración natural)
Admisión asistida (súper cargador, turbo cargador)
Sistema de refrigeración del
motor
Refrigeración por aire (refrigeración natural por aire,
refrigeración forzada por aire, refrigeración por
refrigerante, refrigeración por aceite
Disposición de cilindros Simple, gemelo, 3, 4 y 6 cilindros en línea, tipo en V
tipo en L horizontalmente opuestos, etc.
Inclinación del motor Vertical, inclinado hacia adelante, horizontal, inclinado
hacia atrás.
19. 16
Comúnmente, el tipo principal de motor usado por las motocicletas es el de gasolina,
recíproco y de encendido por chispa. Hay tipos de 4 tiempos y de 2 tiempos, y se emplea el
sistema de admisión por vacío. Generalmente, se usan sistemas de refrigeración por aire,
pero en las motocicletas tipo deportivo y algunas maxi scooter de gran tamaño, se usan
(además de refrigeración de aceite) sistemas de refrigeración por refrigerante.
PRINCIPIOS DE OPERACIÓN DEL MOTOR A GASOLINA.
Combustión y detonación de la gasolina
Cuando se enciende gasolina en una
cazuela, se quema pero no explota. Sin embargo,
si se enciende en un recipiente hermético, los
gases quemados se expanden, forzando luego a
expulsar la tapa. Es decir, la gasolina produce
potencia explosiva. Si la gasolina se quema
rápidamente entonces la potencia explosiva es
grande.
Para quemar la gasolina rápidamente, se
mezcla con aire, y se vaporiza, se comprime y se
enciende con una chispa, la gasolina se quema
rápidamente y produce potencia explosiva. El
motor a gasolina produce esta potencia explosiva que puede ser conducida para darle fuerza
a la motocicleta.
PRINCIPIO DE OPERACIÓN
Una mezcla de aire y gasolina es succionada en un cilindro y comprimida por un pistón
moviéndose hacia arriba. La mezcla comprimida se enciende con una chispa y se quema
expandiéndose. El gas quemado se expande y empuja el pistón hacia abajo, haciendo girar el
cigüeñal a través de la biela. Esto es, el movimiento recíproco del pistón se cambia a un
movimiento rotatorio por medio de la biela y es trasmitido a través de los engranajes.
20. 17
TRES FACTORES PARA LA OPERACIÓN DEL MOTOR
Para mantener el motor trabajando suavemente, se requieren los tres siguientes
factores importantes. La falta de cualquiera de ellos conducirá a una falta en el arranque o
causará que el motor se detenga.
CONSTRUCCIÓN BÁSICA Y CARACTERÍSTICAS DEL MOTOR DE 4 TIEMPOS
El motor de 4 tiempos requiere dos vueltas del cigüeñal (4 carreras del pistón) para
completar un ciclo de eventos en el cilindro. Formalmente es llamado “motor de 4 ciclos de
tiempo”. La carrera de potencia se realiza cada dos vueltas del cigüeñal. El motor tiene
válvulas de admisión y escape y estas funcionan de acuerdo a los movimientos de subida y
21. 18
de bajada del pistón, por lo tanto, todos los eventos se realizan en la cámara de combustión
por encima de la cabeza del pistón. Para abrir y cerrar las válvulas, hay un mecanismo de
control sobre la cabeza o culata, el cual es operado por el cigüeñal.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL MOTOR
Ventajas:
El proceso de admisión, de compresión, de potencia y de escape se realizan
independientemente, por lo tanto, la operación es precisa, eficiente y altamente estable. El
rango de operación es amplio de bajas a altas velocidades 500-10,000 rpm(revoluciones por
minuto) o más.
La pérdida de combustible causada por “el soplado”(cuando la mezcla de aire-
combustible que entra a la cámara de combustión sopla o expulsa los gases que quedan) es
menor que en el motor de 2 tiempos. De este modo, el consumo de combustible es bajo. La
conducción a bajas velocidades es suave y el sobrecalentamiento no es frecuente debido al
sistema de lubricación.
Los procesos de admisión y de compresión son largos, la eficiencia de la capacidad y
el promedio de la presión efectiva son altos (PS/l es más grande).
La carga por calor es baja comparada con un motor de 2 tiempos.
Desventajas:
El mecanismo de abertura y cierre de las válvulas así
como el mantenimiento es complicado debido a que
hay muchas partes.
La carrera de potencia ocurre una vez cada dos
giros, así, el balance de las revoluciones es inestable
(vibración). Es necesario aumentar el número de
cilindros o agregar mecanismos anti vibrantes para
estabilizarlo.
CICLO BÁSICO DEL MOTOR DE CUATRO TIEMPOS
Para que el motor funcione el pistón debe realizar movimientos ascendentes y
descendentes (o tiempos). Esto significa que el motor debe “admitir” una mezcla de aire y
combustible, ”comprimirla” “quemarla” y “expulsar” los gases quemados. Estos eventos se
llevan a cabo en cuatro carreras o tiempos, los cuales son completados en dos vueltas del
cigüeñal y esto representa un ciclo completo de trabajo.
Si el motor requiere cuatro carreras del pistón (dos vueltas completas del cigüeñal) es
llamado motor de cuatro tiempos “o” motor de 4 carreras.
Si el motor requiere dos carreras del pistón (una vuelta completa del cigüeñal) es
llamado “motor de dos tiempos” o “motor de 2 carreras”
22. 19
OPERACIÓN DE MOTORES DE 4 TIEMPOS - CICLO TEÓRICO
Carrera de admisión
Es cuando el pistón se encuentra en su P.M.S. (punto muerto superior), se
mueve hacia abajo hasta el P.M.I. (punto muerto inferior) mientras abre la
válvula de admisión. El resultando de estas condiciones es una presión
negativa dentro de la cámara de combustión por lo que una carga fresca de
mezcla fluye hacia el cilindro desde el carburador. Este tiempo de admisión
tiene una duración de una carrera del pistón, o sea media vuelta del cigüeñal.
Carrera de compresión
Cuando el pistón se mueve hacia arriba, se cierra la válvula de admisión y al
mismo tiempo, la válvula de escape permanece cerrada. La mezcla en la
cámara de combustión se comprime hasta que el pistón esté en el P.M.S. y
de este modo, es fácil de encender la mezcla y quemarla rápidamente. El
pistón ha recorrido dos carreras, es decir una vuelta completa del cigüeñal.
23. 20
Carrera de potencia (expansión)
Justo antes del final de la carrera de compresión, tiene lugar la
generación de una chispa que enciende la mezcla comprimida. La mezcla
se quema rápidamente y la presión de la combustión empuja el pistón
hacia abajo, haciendo girar el cigüeñal a través de la biela. Hasta el fin
de este ciclo, el pistón ha recorrido tres carreras y el cigüeñal una y
media vueltas.
Carrera de escape
El pistón inicia de nuevo su carrera ascendente abriéndose en esta
ocasión la válvula de escape. El pistón al subir, empuja los gases de
escape a través de la válvula de escape, expulsándolos de la cámara de
combustión. Al llegar el pistón a su P.M.S., la válvula de escape de cierra,
completándose así los cuatro ciclos del motor. Al finalizar el ciclo el pistón
habrá completado cuatro carreras y el cigüeñal dos vueltas completas.
24. 21
TIPOS DE MOTORES
Hemos visto ya la diferencia entre un motor de ciclos de dos tiempos y uno de cuatro
tiempos. Vamos a considerar ahora los diferentes tipos de motor según el número de cilindros
y su disposición.
Motores monocilíndricos
Tienen un solo cilindro, son muy empleados en motocicletas de trial, enduro, moto-
cross así como en motos utilitarias de pequeña o media cilindrada.
Ventajas:
Bajo costo de fabricación con relación a los de más cilindros.
Estrechez.
Inconvenientes:
Cuando se trata de motocicletas de gran cilindrada, surgen problemas de irregularidad
de funcionamiento: Las masas del pistón y biela se tornan pesadas y comienzan a surgir
vibraciones difíciles de neutralizar.
Tipos de motores
Motores monocilíndricos
Motores bicilíndricos En línea en sentido de la marcha — Twin
Opuestos — Boxer
En V transversal
En V longitudinal
Motores tricilindricos En línea
Motores de cuatro cilindros En línea
En V longitudinal
En V transversal
Opuestos dos a dos - Bóxer
Motores de seis cilindros En línea en sentido de la marcha
Opuestos tres a tres — Bóxer
25. 22
En los cuatro tiempos debemos considerar el hecho de producirse una explosión cada
cuatros carreras.
Durante las demás carreras, el motor gira gracias al impulso de esa explosión y la
inercia que genera, lo que convierte al motor en irregular de funcionamiento y escaso en
prestaciones.
La disposición de cilindros puede variar desde su localización vertical hasta horizontal.
Hoy en día la localización horizontal se utiliza únicamente en ciclomotores debido a la
dificultad de ubicar un motor de gran cilindrada con cilindros horizontales en el chasis.
Motores bicilíndricos
Los motores bicilíndricos como su nombre lo dice tiene dos cilindros.
Si, por ejemplo, en un motor de 500 cc dispusiéramos de dos cilindros, cada uno de
ellos de 250 cc, tendríamos un motor que podría girar un 25% más de prisa que un
monocilíndrico a igualdad de velocidad lineal del pistón y obtendrías un menor desgaste y
calentamiento al ser la superficie del cilindro y culata mayor.
Motores bicilíndricos en línea en sentido de la marcha – Twin
Presentan la ventaja de la buena refrigeración de ambos
cilindros por igual, además de que presentan una buena
disposición al chasis y su anchura resulta razonable al tratarse de
dos únicos cilindros.
Motores bicilíndricos opuestos – Bóxer
Esta disposición es empleada desde hace años por BMW. Presentan la ventaja de su buena
refrigeración así como de su regularidad de funcionamiento.
La desventaja de sebe a la excesiva anchura del motor que hace que quede muy
expuesto a golpes y caídas. Éste se debe anclar en alto en el chasis de manera que se eviten
los roces con el asfalto al tomar curvas a gran velocidad. Así que la ventaja de un bajo centro
de gravedad queda muy reducida.
26. 23
Motores bicilíndricos en V transversal
Prácticamente en desuso. Se empleaba antiguamente por Moto Guzzi y algún modelo
de Honda.
Al igual que el Bóxer, presentan como ventaja una buena refrigeración de los cilindros,
sin la desventaja de tener que colocar el motor muy alto en el chasis. Las dos bieletas atacan
el mismo codo en el cigüeñal, siendo el ángulo ideal de los cilindros para un efecto
equilibrado del motor, a pesar de que suelen adoptar ángulos más agudos para su mejor
disposición en el chasis.
El equilibrio perfecto es cuando el
ángulo formado es de 90° y viene del hecho
de que mientras un pistón está realizando la
admisión, el otro está realizando la explosión
llegando los impulsos al cigüeñal de manera
espaciada con regularidad.
Cuando el ángulo entre los cilindros es
menor de 90°, esta regularidad no es tan
perfecta, ya que cuando una está en el PMS
el otro o no ha llegado o ya lo ha pasado.
Al tener el motor en el sentido
longitudinal de la motocicleta, estos motores
suelen equiparse con transmisión secundaria por cardán.
Motores bicilíndricos en V longitudinal
En este caso, la V formada por los dos cilindros adopta una
posición longitudinal en el mismo sentido de la moto, siendo el eje
motor transversal.
La ventaja de un motor dispuesto así es la de estrechez,
similar a la del monocilíndrico.
Su mayor desventaja es la refrigeración del cilindro trasero
(si ésta es por aire).
27. 24
Si la V es de 90°, el cilindro delantero puede estar próximo a la horizontal con lo que
no entorpecerá tanto el flujo del aire fresco hacia el cilindro trasero. Además, con este ángulo
de 90°, el equilibrio del motor es el ideal, como ya vimos en el caso anterior.
Motores tricilíndricos
Existen algunos modelos que adoptan tres cilindros en su construcción.
Motores tricilíndricos en línea
Al igual que los Twin, van colocados cara a la marcha,
siendo buena la refrigeración de los cilindros exteriores, pero no
así la del central.
Generalmente se produce una explosión cada 240° de giro
del cigüeñal, siendo excelente el equilibrio de funcionamiento si el
cigüeñal posee, además de los apoyos laterales, uno central.
Motores de cuatro cilindros
Son los más utilizados en motocicletas de gran cilindrada, sobre
todo por parte de los constructores japoneses.
A pesar de existir diversas disposiciones de los cilindros, la más
corriente es la de cilindros en línea cara a la marcha.
Motores de cuatro cilindros en línea
Esta disposición, aun siendo hoy en día adoptada en masa
por los constructores japoneses, fue iniciada por los italianos en
máquinas de Gran Premio.
Como ventaja podemos decir que su estructura origina una
óptima regularidad cíclica y un excelente equilibrado.
Sus principales desventajas son:
La mala refrigeración de los cilindros centrales.
La excesiva anchura del motor. Estos problemas son disimulados, en parte, por la
utilización de un sistema de transmisión primaria con el eje secundario desplazado a la zona
superior del cárter.
Actualmente solo se utilizan en motores de cuatro tiempos.
28. 25
Motores de cuatro cilindros en V longitudinal
Este tipo de motores se ha adoptado actualmente en un buen
número de motocicletas 4T de todas las cilindradas con diferentes
ángulos entre cilindros (90°, 72°).
Sus ventajas son su perfecto equilibrado (90°) y su
estrechez.
Sus desventajas son su mayor peso, el aumento de las
piezas mecánicas (al tener que disponer de dos culatas completas
comparado con un cuatro en línea) y la peor, la refrigeración de los
cilindros trasero.
Motores de cuatro cilindros en V transversal
Adoptado actualmente en muy pocas motocicletas de 4T,
sobre todo de la marca Honda.
Sus ventajas son su perfecto equilibrado (90°), su
suavidad y su mejor refrigeración comparado con el V4
longitudinal.
Sus desventajas son su anchura, su mayor peso y
el aumento de las piezas mecánicas, al tener que disponer
de dos culatas completas comparado con un cuatro en
motor V4 línea Honda ST1300
Motores de cuatro cilindros opuestos a dos – Bóxer
Este tipo de motores está en desuso.
Existen dos posibles variantes:
Que los cilindros de cada lado estén uno detrás de otro. En este caso, la ventaja es
que la refrigeración por agua se hace convenientemente.
Que uno se encuentre encima del otro. En este caso la desventaja es que la
refrigeración no se realiza bien.
Otra desventaja, al igual que el Bóxer de dos cilindros, es la excesiva anchura del conjunto.
Motores de seis cilindros
En motores de seis cilindros únicamente ha habido a lo largo de la historia dos
disposiciones diferentes:
Los dispuestos en línea cara a la marcha.
Los dispuestos en cilindros opuestos o Bóxer.
29. 26
Motores de seis cilindros en línea en el sentido de la marcha
Como ventaja podemos comentar el excelente equilibrio de las masas alternativas y su
perfecta regularidad cíclica.
Como desventaja está su exagerada anchura.
Motores de seis cilindros opuestos tres a tres – Bóxer
Como ventaja podemos decir
que son motores suaves y con
una regularidad de
funcionamiento casi perfecta.
Como desventaja, al igual que en
el Bóxer de dos y cuatro
cilindros, podemos citar la
excesiva anchura del conjunto.
En la actualidad, la Honda GLI
800 Goldwing monta este motor.
30. 27
SINCRONIZACIÓN DE LAS VÁLVULAS
El tiempo de abertura y cierre de las válvulas de admisión y de escape en relación a la
posición del pistón se llama “sincronización de las válvulas”.
El ciclo real se encuentra balanceado por medio de los adelantos y retrasos del cierre
de válvulas de admisión y escape así como el adelanto al encendido para que pueda ser útil
el motor, estos ángulos se encuentran dados de la siguiente forma (tomados de ensayos y
prácticas a motores alternativos encendidos por chispa):
Admisión: El ángulo de la apertura de las válvulas de admisión, lleva un rango de los
15°- 25° aproximadamente antes del PMS. El ángulo de retraso al cierre de la válvula de
admisión se encuentra en el rango de los 30°-50° aproximadamente después del PMI.
Escape: El ángulo de apertura de la válvula de escape se encuentra en el rango de los
40°- 70° aproximadamente antes del PMI. El ángulo de retraso al cierre de la válvula de
escape cubre aproximadamente un máximo de 10° Después del PMS.
El adelanto al encendido de la mezcla aire/combustible se aprecia que ocurre al 75%
del tiempo total en el cual la mezcla se enciende completamente.
¿Qué es traslape valvular?
Ambas válvulas, de admisión y de escape, están abiertas al mismo tiempo al P.M.S. en
la carrera de escape. Esto se llama” traslape de las válvulas”. Una carga fresca de mezcla
obliga a salir los gases quemados remanentes, incrementando así, la eficiencia del escape y
al mismo tiempo, la inercia de la carga fresca incrementa la eficiencia de la admisión. La
sincronización de las válvulas varía de acuerdo al carácter y al propósito de una motocicleta.
31. 28
Sistemas de distribución
Se denomina sistema de distribución de un motor, a la serie de piezas en movimiento
que provocan el accionamiento de las válvulas.
Nociones previas.
Es interesante partir de dos bases definidas para luego entender mejor lo que se va a
explicar:
1.- Todos los sistemas de accionamiento de las válvulas toman su movimiento del cigüeñal.
2.- Este movimiento del cigüeñal debe reducirse a la mitad de su camino hasta el árbol de
levas. Y esto es así porque no olvidemos que el motor de cuatro tiempos realiza todas sus
fases en cuatro carreras del pistón, y como una vuelta del cigüeñal
son dos carreras en el pistón, el árbol deberá girar a la mitad de
revoluciones por minuto.
Tipos y características de los trenes de válvulas
Existen cuatro tipos de trenes de válvulas, que mueven las
válvulas hacia arriba y hacia abajo, las abren y las cierran, cada uno
de los cuales, varía en su construcción y en su función.
Tipos de válvulas laterales (SV) side valve
Las levas están colocadas sobre el cigüeñal y empujan los
botadores, operando de este modo las válvulas.
Las válvulas están posicionadas a un lado del pistón y por lo
tanto, el volumen de la cámara de combustión es mayor.
32. 29
Esto hace imposible obtener una relación de compresión y producir alta potencia
motriz
Este tipo de motores es adecuado para bajas velocidades, diseñado para impulsar
máquinas industriales.
Tipo de válvula en la culata (O.H.V.)
OVERHEAD VALVE
Se requieren empujadores largos y balancines y por lo tanto, es necesario un número
mayor de partes reciprocantes. Como consecuencia, la operación de las válvulas a altas
velocidades tiende a ser inestable.
Este tipo se usa en motores en V y en motores de pistones horizontales opuestos.
33. 30
Tipo de un solo eje de levas en la culata (S.O.H.C.)
SINGLE OVERHEAD CAMSHAFT
Las varillas de empuje se excluyen de las partes reciprocantes usadas en motor de
válvulas en la culata. El eje o árbol de levas está posicionado en la culata y es accionado a
través de una cadena de leva para operar los balancines directamente.
Se usan menos partes para operar las válvulas y por lo tanto, su operación es estable,
aún a altas velocidades.
Únicamente se usa un eje de levas y por lo tanto, el motor se llama “motor de eje de
levas simple en la cabeza”.
Este tipo es ahora el soporte principal de los motores de las motocicletas.
34. 31
Tipos de doble eje de levas en la culata (D.O.H.C.)
DOUBLE OVERHEAD CAMSHAFT
Se incluyen, los balancines del motor tipo de
eje de levas en la culata, y las válvulas de admisión y
de escape se operan separadamente por dos ejes de
levas (tipos de empuje directo)
Las válvulas son las únicas partes
reciprocantes y todas las otras partes son rotatorias.
Comparado con el del tipo SOHC, la respuesta de la
válvula a la operación del eje de levas es rápida y
precisa.
En algunos motores DOHC, se usan
balancines para facilitar el mantenimiento del
motor (ajuste de la tolerancia de las válvulas) y para
incrementar el levantamiento de las válvulas (alzada
de las válvulas)
La disposición de las válvulas no es tan
restringida como el motor SOHC, y por lo tanto, se
pueden diseñar cámaras de combustión con la
forma ideal.
El motor DOHC elimina los inconvenientes del
motor SOHC, pero involucra problemas de
mantenimiento e incrementa el peso y el costo.
Este tipo de motor también es llamado “motor
de leva doble” y es adoptado principalmente en
motores deportivos de altas velocidades.
DESMODRÓMICO
El sistema desmodrómico utiliza un resorte especial en forma de pinza para la ropa o
de horquilla, para ayudar al cierre de las válvulas a velocidades de motor de marcha en vacío;
cada válvula está equipada con dos balancines, uno abre la válvula y el otro la cierra. Cada
balancín está activado por dos lóbulos de leva. Un lóbulo de la leva empuja el balancín para
abrir la válvula; el otro lóbulo la cierra. Se utilizan calzas de varios espesores para ajustar las
válvulas. Este sistema reduce la tensión de los resortes y tiene la capacidad de seguir con
mucha exactitud los lóbulos de leva en forma radial.
35. 32
Este sistema se caracteriza por no contar con resortes para cerrar las válvulas; se cuenta
con un mecanismo que cierre las válvulas por medio de unos balancines. Las válvulas
cuentan con una ranura donde se aloja el balancín de cierre y es operado por el mismo
árbol de levas o uno adicional.
Es decir, este sistema puede contar de uno hasta tres árboles de levas y es exclusivo
de la marca DUCATI.
HERRAMIENTA ESPECIALIZADA DE MOTOR COMPRESÓMETRO
Este instrumento nos permite realizar la prueba de compresión con la que definiremos
si el motor está trabajando correctamente.
36. 33
Analizador de fugas
El analizador de fugas nos permite realizar un diagnóstico de una fuga de compresión
por medio de presión de aire en la cámara de combustión, esta prueba se debe de realizar en
condiciones donde el pistón y válvulas permitan dar un diagnóstico acertado de donde
provine dicha fuga de compresión.
CULATAS O CABEZAS DE CILINDRO
En ciertas épocas, muchas culatas de cilindro o también llamadas cabezas, se
fabricaron de hierro fundido, pero en la actualidad la mayor parte de las culatas de cilindro de
los motores de cuatro tiempos se hacen de una aleación de aluminio. Se prefiere este metal
por ser ligero y transferir mejor el calor que la mayor parte de otros metales. Las culatas de
cilindro de aluminio utilizan asientos de válvula fabricados de diversos metales, para crear
una aleación compatible con los combustibles sin plomo actuales. Los asientos de válvula
se instalan mediante ajustes de interferencia en la culata de cilindro. Se crea un ajuste de
interferencia cuando el diámetro exterior de asiento de válvula es mayor que la perforación en
la culata de cilindro. Dado que el coeficiente de expansión de la mayor parte de los asientos
de aleación es similar a la del aluminio, el asiento se mantiene apretado en la cabeza, aun
cuando el motor alcance la temperatura de operación
37. 34
Sello de vástago de válvula Válvula de escape
Guía de válvula
Hemisférico asiento de válvula
El enfriamiento de la culata de cilindro se obtiene utilizando aire, aceite o agua.
Las culatas de cilindro enfriadas por aire tienen aletas grandes, y las cabezas están
ubicadas de tal manera para lograr el máximo flujo de aire. Los modelos enfriados por
líquido están equipados con ranuras alrededor para formar una camisa de
enfriamiento. El enfriamiento por líquido controla el calor en forma más consistente.
38. 35
En resumen la culata debe:
Ser capaz de absorber el calor generado por la energía liberada durante
la combustión.
Soportar y guiar a las válvulas, y en algunos casos soportar parte del
sistema de válvulas.
Soportar la bujía de ignición.
Contar con suficientes superficies para recibir los ductos de admisión y
escape
39. 36
La forma de la cámara de combustión dentro de la culata de cilindro y la posición de
las válvulas dentro de la cámara de combustión crean turbulencia, la cual es esencial para
mantener bien atomizada la mezcla aire/combustible, lo que es requisito para lograr una
combustión completa. El área de chapaleo también ayuda a promover la turbulencia y empuja
la mezcla combustible hacia la bujía a fin de reducir el recorrido de la flama. Las válvulas y
los puertos están ubicados también para reducir las restricciones al flujo de aire/combustible.
La cantidad de dobleces de un puerto, su tamaño, y el diámetro de la válvula, todo ello afecta
la cantidad de flujo aire/combustible.
Culata de cilindros hemisférica: este diseño tiene muchas variaciones. El diseño
antiguo ofrecía bastante buen flujo en los puertos, pero no producía suficiente turbulencia
como para emplearlo con los combustibles actuales. Dicho diseño creaba también un
recorrido más largo de la flama, lo que aumentaba la posibilidad de formación de
detonaciones.
40. 37
Cámara de combustión con chapaleo lateral: este es un diseño hemisférico de dos
válvulas, que utilizan un área de chapaleo grande opuesta a la bujía. Esto genera buena
turbulencia y fuerza la mezcla aire/combustible hacia la bujía. Este diseño utiliza un pistón
plano para reducir la interferencia con el gas y con el recorrido de la flama.
41. 38
Cámara hemisférica de poca profundidad: este diseño normalmente utiliza un pistón
plano o con un domo bajo. Dos válvulas de admisión y dos de escape están colocadas de tal
forma como para reducir la altura de la cámara de combustión. Un área de chapaleo está
construida alrededor de los bordes exteriores de la cámara de combustión. Esto promueve la
turbulencia y fuerza la mezcla aire/combustible hacia el centro donde está colocada la bujía.
42. 39
Cámara de combustión semiesférica: este diseño utiliza dos válvulas de escape y tres
de admisión. La tercera válvula de admisión promueve un mayor flujo, al aumentar el área
total de válvula. La bujía está ubicada en forma central, y existe un área con chapaleo
alrededor del borde exterior de la cámara de combustión. La culata de cilindro esta
contorneada, para mejorar aún más la dirección y la turbulencia del aire /combustible.
Culatas de cilindro con el árbol de levas en la culata: Muchas culatas de cilindro
soportan hoy en día uno o más árboles de levas. Pueden emplearse rodamientos de bolas, o
el árbol puede ser soportado entre la culata de cilindro y la tapa de válvulas.
43. 40
Servicio general a las culatas de cilindro: áreas de inspección
Verifique todas las superficies de juntas y de sello para asegurarse que estén planas y
lisas. Asegúrese que todas las roscas, sellos y sujetadores estén en buenas condiciones.
Busque daños tales como alertas rotas de las culatas de cilindro, o fisuras alrededor de las
guías de válvulas y de las roscas de las bujías. Vea si hay puertos con aceite; ya que ello
indicaría un consumo excesivo de lubricante.
RECONSTRUCCIÓN
Los dispositivos roscados dañados en la culata de cilindro pueden ser reparados o
reemplazados. Las superficies dañadas de asiento de juntas pueden ser maquinadas. Los
asientos de válvulas pueden ser cortados o rectificados de acuerdo con las especificaciones
del fabricante. La mayor parte de los asientos de válvula están diseñados con tres ángulos
usualmente 60°, 45° y 30°, de tal forma que el área de contacto de la válvula cumple con un
ancho especificado. Los ángulos pudieran variar ligeramente de un fabricante a otro, por lo
que antes de rectificar, conviene consultar el manual de servicio correspondiente.
En algunos de los casos, y con el equipo apropiado, se pueden remplazar los asientos
de válvula desgastados, algunas fisuras estructurales pueden ser reparadas y las superficies
gastadas de cojinetes del árbol de levas pueden ser rectificadas.
44. 41
Ensamble de la culata de cilindro
Utilice siempre un torquímetro y siga las recomendaciones del fabricante para no
exceder el apriete y la secuencia correcta de ensamble. Un ensamble incorrecto ocasionará
fugas y daños a los componentes.
Balancines
Los balancines están fabricados de acero fundido, forjado o de aluminio y están
ubicados en la parte superior de la culata de cilindro. Pueden ser accionados por levanta
válvulas o estar en contacto directo con el lóbulo
de la leva. En algunos modelos, los balancines
tienen un ajuste del juego de válvula mediante
tuerca y tornillo. En otros modelos, los balancines
no son ajustables, y el juego de válvula se
controla mediante calzas de varios espesores.
Los encontramos de dos tipos, oscilantes y
basculantes.
Basculantes: estos balancines son los que están apoyados en el centro de su propio cuerpo,
por un eje de balancines o por un apoyo semicircular y recibiendo el empuje de un lado por
una varilla de empuje o por el lóbulo del árbol de levas y trasmitiéndolo hacia la válvula por el
otro.
En algunos modelos, los balancines tienen un ajuste del juego de válvula mediante tuerca y
tornillo, en otros simplemente los balancines no son ajustables
Oscilantes: estos son los balancines que trabajan apoyados en un punto fijo, ya sea en un
eje del balancín o apoyados en un buzo hidráulico y recibiendo el impulso directamente del
lóbulo de la leva en su propio cuerpo.
Resortes de válvulas
Una arandela o calza está colocado entre el resorte y la culata de cilindro, conocida también
como asiento del resorte, ésta impide que los resortes desgasten la cabeza de aluminio
blando y además localiza los resortes interior y exterior. En el otro extremo de los resortes se
encuentra una cazoleta la cual fija los resortes, mismos que se mantiene en posición por los
seguros.
45. 42
cazoleta seguros
RESORTES
El resorte de válvula es utilizado para empujar la válvula contra su asiento y cerrarla
después que ésta ha sido abierta por la acción de la leva, de tal forma que la válvula cerrada
selle la cámara de combustión, el resorte de válvula debe ser lo suficientemente fuerte como
para regresar la válvula a su posición de cierre de una manera rápida y eficiente, y de éste
modo asegurar una operación estable de la válvula a altas revoluciones de trabajo del motor.
Si no es suficiente la presión del resorte, la válvula “flotará”. Esta flotación de válvula ocurre
cuando la válvula no cierra del todo o el tren de válvulas no sigue fielmente el perfil de la
leva.
Los resortes están fabricados de alambre de aleación de acero espiral, y los podemos
encontrar del tipo de paso constante y de paso variable. En el caso del resorte de paso
variable, éste previene la resonancia debido a la oscilación natural y los daños que ésta
pueda causar.
En los motores de cuatro tiempos se puede encontrar en las válvulas que éstas
cuentan con un solo resorte o con un juego de dos resortes, uno interior y uno exterior. En el
caso de doble resorte, éstos se usan con la finalidad de hacer estable y asegurar la
operación de la válvula en altos rangos de velocidad, pero hay que tener en cuenta que
cuanto más fuerte sea el resorte, mas potencia del motor se perderá en vencer su resistencia
para abrir la válvula.
46. 43
VÁLVULAS
Los motores de cuatro tiempos utilizan válvulas en forma de disco o de hongo para la
admisión y el escape. Las válvulas de disco comúnmente están hechas de una aleación de
acero o de acero inoxidable que contiene cromo y níquel. Las válvulas de disco o de hongo
pueden fabricarse de una sola pieza o ser de dos piezas soldadas entre sí.
Tanto las válvulas de admisión como las de escape operan a temperaturas extremas,
pero la de escape es el componente más caliente del motor y a veces soportan temperaturas
de más de 1500° F (815°C). Las válvulas deben poder soportar variaciones drásticas de
temperatura, impactos severos, efectos de la fricción, y todo ello sin sufrir mucho desgaste.
Para poder cumplir con estas exigencias, muchas cabezas de válvula de escape están
fabricadas de acero austenítico, y los vástagos soldados a estas cabezas son fabricados de
una aleación de acero. El acero austenítico se endurece y se hace más frágil o quebradizo
conforme sube la temperatura de operación del motor. Esto ayudara a que la cabeza de la
válvula pueda soportar variaciones de impacto y de temperatura, y reduce el desgaste del
vástago en su movimiento dentro de la guía de válvula.
Se puede soldar estelita de varios espesores en la punta del vástago de la válvula, así
como en su asiento, a fin de aumentar su resistencia al impacto y duración. Las válvulas con
un recubrimiento delgado de estelita no pueden ser rectificadas. (Consulte el manual de
servicio correspondiente para seguir el procedimiento adecuado de maquinado de válvulas).
Las válvulas pueden estar colocadas de forma lateral en el cilindro o pueden estar
colocadas en la cabeza del cilindro.
47. 44
Se deslizan hacia arriba y hacia abajo dentro de la guía, y forman un sello con el
asiento de la válvula dispuestas estas guías y asientos en la propia cabeza del motor.
Válvulas de admisión
La válvula de admisión está expuesta a altas temperaturas de combustión y es
refrigerada por una carga fresca de mezcla aire/combustible. Debido a esto, la cabeza de la
válvula se expande irregularmente y por esto, se puede formar un sello pobre con el asiento
de la válvula. Para incrementar la eficiencia de la admisión, el orificio de la válvula se hace
tan grande como sea posible.
Válvulas de escape
La válvula de escape está expuesta a altas temperaturas y a altas presiones y por lo
tanto, su sello con el asiento de la válvula está expuesto a un desgaste rápido.
48. 45
La alzada de una válvula es la altura de elevación de la misma en su punto de máxima
apertura.
Operaciones con las válvulas
Vamos a tratar aquí las operaciones de mantenimiento que hay que realizar en las
válvulas de un motor de cuatro tiempos. Para esto es necesario el desmontaje total del
conjunto.
Debido a la variedad de motores y dado que de uno a otro pueden existir diferencias
constructivas, explicaremos aquí la manera de desmontar un motor clásico de este tipo,
teniendo en cuenta dos cosas:
1. Hemos de observar detenidamente todos los elementos de la culata antes de comenzar la
operación de desmontaje, de esta forma, es muy posible que veamos más claramente los
pasos que tenemos que seguir y sepamos qué hacer.
2. Algunas culatas precisan de herramientas especiales para montar y desmontar las
válvulas.
Este utillaje debemos solicitarlo al fabricante o disponer de una herramienta genérica.
Desmontaje de las válvulas
En una culata de un motor clásico de varillas y balancines, será preciso desimantar
éstos para proceder a sacar las válvulas.
a. Desmontaje de los balancines
• Primero soltaremos los tornillos que fijan el eje de cada balancín.
•Una vez hecho esto, quitaremos las grapillas de fijación que se encuentran a un lado de
dicho eje.
•En este momento podemos extraer el eje, siendo necesario seguramente empujarlo por el
otro extremo.
Con esto ya tenemos el balancín completo en nuestras manos, enseguida vamos a
proceder a desmontar la válvula.
49. 46
b. Desmontaje de la válvula
Si se trata de un motor convencional con accionamiento directo de válvulas o por
medio de balancines directos, desmontaremos la válvula:
• Tenemos la válvula apoyada en su asiento por la fuerza del muelle que se halla sujeto a la
cola como ya hemos visto.
• Para proceder a sacar los semiconos que fijan el platillo en el que se hace tape el muelle,
debemos presionar éste último hasta que queden libres, de forma que se desplacen y
podamos retirarlos, para luego dejar de presionar poco a poco el muelle de la válvula. Para
este proceso es necesario contar con un opresor de válvulas, el cual es un arco que uno de
sus lados se apoya en la cabeza de la válvula y el otro lado, mediante un adaptador, se
apoya en la cazoleta que soporta el resorte de válvula en su lugar y en tensión.
• De esta forma ya podemos tener en nuestras manos la válvula sacándola por debajo, es
decir, por la cámara de combustión.
50. 47
Observaciones
1. Cada fabricante suele disponer de una herramienta especial para presionar el
muelle sin peligro. Si tenemos problemas al respecto, convendrá ponerse en contacto con el
concesionario oficial correspondiente.
2. Como la válvula sólo puede salir por la cámara ya que su cabeza hace tape en el
asiento, no hace falta decir que es necesario desmontar la culata antes de cualquier
operación.
Esmerilado o asentamiento de válvulas
Con el uso, las válvulas pierden el cierre perfecto que deben proporcionar al apoyarse
en su asiento, debido al desgaste irregular de la cabeza o del mismo asiento.
A la operación de igualar de nuevo esas superficies se le denomina esmerilado o
asentamiento de válvulas, ya que se realiza con pasta esmeril para rectificar válvulas.
Para llevarla a cabo:
Debemos sujetar en primer lugar la culata de forma que el asiento quede
perfectamente horizontal y orientando la cámara de combustión hacia arriba, así que, la
colocaremos encima del banco de trabajo o sujeta con el tornillo del mismo.
Entonces untaremos en el asiento un poco de esta pasta para rectificar, introduciremos
la válvula y comenzaremos a frotar-golpear con ella con un movimiento circular. Para efectuar
este movimiento de vaivén, podemos recurrir a una herramienta fabricada para este fin que
dispone de una ventosa.
En un principio utilizaremos una pasta de pulir de grano basto, luego una de grano fino,
lo que dará a ambas superficies un acabado perfecto.
Forma práctica de realizar el esmerilado
Para esmerilar una válvula de manera práctica, colocaremos un muelle blando en el
vástago de la válvula para que quede ligeramente levantada. Este muelle se apoyará por una
parte en la guía y por la otra en la cabeza de la Válvula.
Ahora y con la herramienta que dispongamos para darle a la válvula el movimiento
giratorio de vaivén, presionaremos la válvula haciéndola girar sobre su asiento a un lado y
otro unas seis veces.
Es este momento soltaremos la herramienta a fin de que la válvula, par efecto del
muelle que hemos colocado, se levante ligeramente.
Giraremos la válvula un cuarto de vuelta, comenzando de nuevo la operación anterior.
Esto ha de realizarse de esta manera para que ambas superficies queden
perfectamente acopladas entre sí, cualquiera que sea la posición que adopte la válvula
respecto al asiento.
51. 48
Comprobación de la efectividad del esmerilado
Precauciones
Cuando terminemos la operación de esmerilado, deberemos proceder a la eliminación
total de los restos de pasta que pudieran quedar, ya que sus efectos serian nefastos para las
piezas en movimiento, como por ejemplo, guías y vástagos. Para eliminar los restos de pasta
podemos emplear disolvente o limpiador de contacto.
Limpieza de las válvulas
Ya que tenemos la válvula y el muelle desmontados vamos a comprobar su estado y a
ver cómo se realiza su limpieza.
Por lo que se refiere a la válvula, debemos tener en cuenta el trabajo a que se ve
sometida, para comprender la acumulación de carbonilla que puede presentar.
Existen diversas formas de eliminar estos depósitos. Nosotros vamos a ver aquí dos
maneras muy sencillas:
a. Primer método de limpieza
Podemos sujetar la válvula con el tornillo del banco, amarrándola por la cabeza con
dos protectores de banco. Una vez sujeta, podemos frotar ligeramente hasta eliminar la
mayor parte de la carbonilla, Luego pasaremos un papel de esmeril fino y limpiaremos con
disolvente. Esta misma operación tendremos que realizarla en la cabeza.
b. Segundo método de limpieza
El otro método es quizá más rápido pero igual de sencillo.
Consiste en colocar la válvula en un taladro tomándola por el extremo del vástago. De esta
manera, con el giro de la misma nos limitaremos a colocar el papel en una sola posición,
corriéndolo a lo largo de la válvula, Si no disponemos de un taladro fijo, no importa, ya que el
52. 49
mismo taladro portátil podemos sujetarlo en el tornillo del banco, tomándolo por el mango. En
este caso, debemos cuidar que en ningún momento el portabrocas gire sobre el vástago ya
que lo marcaria gravemente.
Comprobación de los muelles de válvula
Dado el continuo movimiento, las exigencias a las que se ven sometidos los muelles y
su importancia para evitar que la válvula flote, efectuaremos una comprobación de su estado
aprovechando que los tenemos desmontados.
Dos puntos serán los que llamen nuestra atención.
1. Su longitud libre. La longitud de todos los muelles de admisión ha de ser
la misma exactamente, lo mismo que ha de ocurrir con los de escape
para comprobar esto mediremos los muelles con el pie de rey para
comprobar que se encuentran dentro de las especificaciones de servicio
que indica el fabricante.
2. Su perpendicularidad. Las espiras de los extremos son las que se
asientan en la culata y el vástago de válvula respectivamente. Por eso,
estos extremos tienen que estar rectificados perpendicularmente a su
longitud. Para comprobarlo procederemos a situar el muelle en una
superficie perfectamente plana, verificando su perpendicularidad con una
escuadra.
Cambio de asientos y guías
Cuando el asiento de una válvula se encuentra muy deteriorado, cosa que es más
frecuente en la válvula de escape, se recurre a cambiar el asiento.
Igual sucede con las guías de las válvulas, si bien en este caso se hace necesario
cuidar el juego entre vástago y guía.
En cualquiera de los casos, lo mejor es confiar la extracción de los viejos y su
reposición a un especialista en este tipo de trabajos, a fin de conseguir la mayor calidad de
trabajo y la máxima precisión.
53. 50
Limpieza de las guías
Aprovechando que tenemos la culata, válvulas, etc., desmontadas, limpiaremos las
guías de las válvulas de los depósitos extraños que allí se puedan haber acumulado.
Después procederemos a eliminar todo posible resto con limpiador y un trapo limpio,
cuidando que no quede ningún resto de éste.
Otras averías en las válvulas
Si un motor manifiesta una notable falta de compresión o un consumo excesivo de
aceite con salida de humo azulado por el escape, debemos comprobar en primer lugar el
estado de las válvulas.
Válvulas pisadas
Se dice que una válvula está pisada cuando no llega a cerrar completamente debido a
una holgura escasa en el taqué o vástago de válvula.
De esta forma, al elevarse la temperatura del motor y dilatarse el vástago, la poca
holgura que disponía desaparece, llegando a impedir el cierre de la válvula contra su asiento.
• Si la válvula pisada es la de admisión, la llama retornará al carburador (ésta también puede
deberse a un excesivo adelanta del encendido).
• Si ocurriera en la de escape, se producirán explosiones por el tubo de escape, sobre todo al
desacelerar.
Válvulas picadas o flameadas
Los síntomas que presenta una válvula picada son los mismos que los anteriormente
expresados, aunque en menor medida.
El desperfecto en las válvulas picadas o flameadas es ocasionado por:
Un excesivo trabajo.
Una mezcla pobre.
Una defectuosa puesta a punto de encendido.
54. 51
Estas razones contribuyen a elevar
considerablemente la temperatura de
funcionamiento del motor, pudiendo llegar a
fundir parte de la válvula.
Por este motivo esta avería es más
corriente en la válvula de escape.
Precauciones en la revisión de las válvulas
Recuerde realizar las siguientes operaciones
en la revisión de las válvulas de la culata.
Al desmontar la válvula de la culata
observe si existen asentamientos de
carbonilla, si es así detecte el origen
del carbón y corrija.
Inspeccione de manera visual el
escalonamiento que debe existir en la cabeza
de válvula, si detecta alguna deformidad en la
cabeza que pueda considerarse fuera de rango, tendrá que reemplazar la pieza. Recuerde
que en algunos casos las válvulas pueden rectificarse.
Hacer rodar la válvula sobre una superficie lisa como una mesa, nos podría ayudar a
notar ciertas ondulaciones en la válvula, si no notásemos el movimiento irregular,
necesariamente tendríamos que verificar la excentricidad de la válvula, apoyándonos de un
micrómetro de carátula o dial, así como de una base para checar excéntricos.
Debemos medir el espesor del vástago de válvula, y compararlo con el interior de la
guía, si lo considera pertinente apóyese del manual de fabricante.
55. 52
Observe la punta del vástago en busca de deformaciones y desgaste, si detecta
alguna anomalía en la superficie reemplace la pieza, por ningún motivo intente reparar daños
en esta área, recuerde que la punta de acero contiene un tratamiento especial, si omite esta
advertencia podría causarle un daño severo al tren valvular.
1 Punta del vástago
3 Vástago de la válvula
2 Extremo delvástago
56. 53
Cantidad de válvulas
Normalmente, se utiliza una válvula de admisión y en una válvula de escape por
cilindro. Para incrementar el rendimiento del motor, es necesario incrementar el área de los
orificios de ambas válvulas tanto como sea posible. Pero cuando se toma en cuenta la
expansión térmica, no es aconsejable agrandar el área de los orificios de las válvulas, ya que
el área de la culata es limitada. Por lo tanto, el área de dos orificios de las válvulas se reduce
y mejora su incremento. Hay tipos de 4 válvulas, 3- válvulas, y de 5-valvulas. Estos tipos son
utilizados en máquinas deportivas y de competencia de altas velocidades, en combinación
con el sistema D.O.H.C.
Guías y sellos de válvulas
El objetivo de la guía de válvulas es asegurar un movimiento
preciso de la misma, de tal forma que se mantenga un buen cierre
entre la válvula y el asiento.
Si entra demasiado aceite en la cámara de combustión
causará depósitos de carbón excesivos y emisiones de
hidrocarburos, así como un consumo rápido del aceite lubricante.
En vista de que la culata de cilindro está fabricada de metales
relativamente blandos, se colocan una guía de válvulas a presión en la culata de
cilindro y a continuación se rectifica a fin de obtener la holgura correcta entre el vástago de la
válvula y la guía. Las guías de válvula están fabricadas de hierro fundido, acero, o de bronce
al silicio.
58. 55
JUNTAS DE CULATA
En general la culata tiene al menos 2 tipos de empaque o juntas:
Junta de tapa de punterías. Este empaque sella y evita la salida hacia el exterior del
aceite que lubrica al árbol de levas, válvulas y otros componentes. Este empaque se
fabrica de materiales suaves y generalmente viene incluido en el juego de juntas de
cabeza o culata.
Junta de cabeza. Este empaque sella y evita la salida de la compresión que se produce
en el interior de la cámara de combustión. Por ser la presión muy alta, el material con el
que se fabrican estas juntas es metálico, siendo el aluminio o cobre uno de los más
utilizados, aunque en ocasiones se incorpora una parte de material suave para sellar
conductos de lubricación y/o refrigeración.
Distribución
La distribución de un motor de cuatro tiempos incluye muchos de los componentes
siguientes:
Árbol de levas, engranes y cadenas
Alzaválvulas y varillas levantaválvulas
Ajustadores automáticos hidráulicos del juego de válvula (BUZOS)
Balancines
Shims y capuchones
Válvulas, resortes, sellos y guías
Árbol de levas
El componente utilizado para iniciar y controlar la acción de la válvula se llama leva.
Una flecha con un lóbulo por lo menos, se conoce como árbol de levas, y se fabrica
normalmente de acero fundido o de lingote. Los lóbulos se maquinan para conseguir la
sincronización adecuada de apertura y cierre de las válvulas. Los lóbulos del árbol de levas
controlan el movimiento de las válvulas. La cantidad de espacio que abre una válvula está
controlada por la altura del lóbulo de la leva y el brazo de palanca del balancín. El
alzaválvulas o puntería descansa sobre el lóbulo del árbol de levas y es elevado por el lóbulo
de la leva para activar el conjunto del balancín para abrirlas válvulas.
59. 56
Los árboles de levas que están ubicados por encima de la cámara de combustión se
conocen como árboles de levas a la cabeza. Los motores con dos árboles de levas a la
cabeza utilizan una leva para las válvulas de admisión y otro árbol de levas para las de
escape.
60. 57
Los árboles de levas, cuando están ubicados en el cárter utilizan vástagos o varillas
levantaválvulas para activar los balancines y las válvulas.
61. 58
El objetivo del árbol de levas es controlar la apertura y el cierre de las válvulas de
admisión y de escape, en relación con el giro del cigüeñal. Con excepción de unos cuantos
motores que utilizan bandas, engranes, o ejes giratorios con engranes cónicos, la mayor
parte de los motores de motocicleta utilizan una cadena de distribución o de tiempo. La
cadena va del cigüeñal al árbol de levas y le da una vuelta al árbol de levas en dos vueltas
del cigüeñal. La holgura de la cadena se controla por medio de un tensor de cadena.
Pruebas al árbol de levas
La falta de presión de aceite es causa de daños severos en los puntos de apoyo y
levas, en el manual de servicio se encuentran las medidas mínimas y máximas de la
tolerancia de la cama de aceite que debe de tener los puntos de apoyo del árbol de levas, el
cual se mide con plastigage.
Cuenta con los valores de la altura mínima por desgaste de la leva y el alabeo máximo
permisible, se debe tener especial cuidado con el orden y torque de las bancadas del árbol de
levas, ya que son muy sensibles y pueden dañarse con mucha facilidad, en cuestión de
orden, si hay confusión al armar, existe la posibilidad de que el árbol de levas presente una
resistencia al giro y como resultado se amarre.
62. 59
EL REGLAJE DE VÁLVULAS
Se denomina reglaje de válvulas a la operación de regular la holgura que debe existir
entre el vástago de la válvula y el balancín que le comunica el movimiento.
Dicha holgura debe existir para permitir un perfecto cierre del conducto, sin que llegue
a ser tanta la holgura como para que, además de producir un molesto ruido, sea tan grande el
golpeteo entre ambas piezas que pueda romper alguna de ellas.
Si debido al diseño de la distribución del motor éste careciera de dicho balancín, se
regularía la holgura entre el vástago y la pieza que lo presiona, directamente movida por el
eje de levas. Esto último es el caso de los motores de doble árbol de levas en cabeza.
Tengamos en cuenta que según sea la holgura así variará el diagrama de distribución,
cambiando los tiempos de duración de las fases de admisión y escape siendo más reducidos
cuando mayor sea esta holgura.
Por esta razón, cada motor posee un reglaje incluye el reglaje particular, distinto para
la válvula de escape y de admisión, que generalmente viene indicado en el manual de
mantenimiento suministrada por el fabricante.
Necesidad del reglaje
Cuando un motor sale de la fábrica, viene con un reglaje que varía al ir desgastándose
el asiento de la válvula, así como ésta misma, el árbol de levas, los extremos de los
empujadores, los balancines y el vástago de la válvula.
De esta forma la holgura va variando proporcionando mayor ruido mecánico y menor
rendimiento. Por estas razones, se hace necesaria la periódica verificación de este reglaje.
Observaciones
1. El reglaje variará creciendo o disminuyendo, según qué factor de los ya mencionados
incida en mayor medida respecto a los otros.
2. En motores pluricilíndricos, no es de extrañar que el reglaje varié de forma diferente para
cada válvula.
Forma de realizar el reglaje
Antes que nada, debemos centrarnos en el tipo de distribución que posee el motor al
que vamos a realizar esta operación, así como el número de árboles de levas, etc.
Como esta operación se realiza sin desmontar la culata, buscaremos en ella la tapa de
balancines, por la cual podemos acceder a las válvulas, ya que en definitiva es allí donde
deberemos proceder al reglaje.
Por otra parte, este reglaje se efectúa en frío, a no ser que el fabricante aconseje lo
contrario.
63. 60
Hay que desmontar la tapa para hacer el reglaje de válvulas.
Recordemos que el punto en que las válvulas de admisión y escape se encuentran
cerradas a la vez, o sea, sin contacto con los balancines, es en el Punto Muerto Superior (en
adelante P.M.S.) y es en la fase de compresión. Por tanto, ésta será la primera operación que
deberemos realizar.
Procedemos a realizar el
reglaje
Para ello, alineamos las marcas
que indican el punto muerto superior en
el cigüeñal y en el árbol de levas del
cilindro que nos interese en ese
momento.
Si este P.M.S. no correspondiera
a la fase de compresión, ambas válvulas
se encontrarían presionadas
simultáneamente. En este caso,
podemos hacer girar el motor hasta la
próxima carrera ascendente. Ahora ya
tenemos ambas válvulas cerradas, sin
hacer contacto con sus respectivos
empujadores.
La holgura entre ambos la mediremos
por medio de galgas:
Si la medida es incorrecta será
necesario actuar en consecuencia
ajustándola a prescrito para el
fabricante.
Si el sistema de ajuste es por
tornillo y tuerca, nos bastará para ello una llave fija y un destornillador.
64. 61
Así se mide la holgura
La punta del balancín que apoya sobre el balancín es un tornillo fijado con una
contratuerca en su parte superior:
Para aumentar la holgura es
suficiente con aflojar ésta (la contratuerca) y
aflojar el tornillo.
Si queremos disminuirla, lo
apretaremos fijando después en ambos
casos can la contratuerca. Después de
apretar ésta es conveniente comprobar de
nuevo la medida pues podría haber alguna
variación.
Si el sistema de ajuste es por pastillas
calibradas, la leva ataca directamente a la
válvula por medio de un vaso o
alzaválvulas, que lleva en su interior una
pastilla metálica de un grosor determinado,
que será necesario cambiar por otra de un
grosor diferente para lograr el ajuste
necesario.
Igualmente, los motores Ducati con
distribución desmodrómica llevan de equipo
una chapita similar entre la leva de apertura
y la de cierre de una misma válvula.
Forma de efectuar el reglaje
65. 62
Observaciones
1. Es necesario saber la holgura de válvulas proporcionada por el fabricante.
2. Antes de comenzar el trabajo, y si el motor lleva el árbol de levas en el cárter, conviene
apretar las tuercas de la culata con el par de apriete indicado por el fabricante, ya que al
apretarlas siempre cederá algo la junta de la culata, con lo que al bajar la culata, la holgura se
hará menor. En caso contrario, la medida pudiera quedar falseada.
En motores con árbol de levas en cabeza esto no es necesario, ya que éste bajaría
con la misma culata.
3. El reglaje debe hacerse válvula por válvula, primero en un cilindro, comenzando de nuevo
la operación para el siguiente cilindro en el que se vaya a realizar el reglaje.
MONEDAS DE AJUSTES (SHIMS) Y CAPUCHONES
Muchos diseños actuales de motor utilizan monedas o shims de varios espesores, para
ajustar el juego de válvulas. Estas arandelas pueden ser colocadas por encima del capuchón,
entre éste y la punta de la válvula o por encima del retén del resorte de la válvula. Se utilizan
herramientas especiales para cambiar estas monedas. En algunos modelos deberá
desarmarse la leva para cambiar las monedas por alguna que ya instalada, nos dé el ajuste
requerido entre la válvula y el shim o el capuchón.
66. 63
CADENA DE DISTRIBUCION
Tensor de cadena
El tensor mantiene una adecuada tensión de la cadena. Cuando cambia la tensión de
la cadena (se ajusta o se afloja) debido a las variaciones en la velocidad del cigüeñal, la
sincronización de las válvulas o la sincronización del encendido pueden ser incorrectas, o la
cadena de levas se vuelve ruidosa. El tensor de la cadena evita estos problemas
manteniendo la cadena en la tensión adecuada.
Hay tensores de cadena tipo de ajuste manual, tipo de ajuste automático y
semiautomático.
67. 64
Tipo de ajuste manual
La cadena con un tensor del tipo de ajuste manual requiere de chequeo periódico de
su tensión. Puede ser ajustada empujando la varilla del brazo del tensor contra la cadena.
Un ligero aflojamiento causado por los cambios de la velocidad del cigüeñal, puede ser
ajustado por el resorte, y también cuando se aprieta un poco, la varilla no se mueve más allá
de la posición especificada.
68. 65
Tipo de ajuste automático (auto-tensor)
La guía de la cadena es doblada por el resorte de tensión para que la cadena esté
ajustada, el manguito del tensor se mueve hacia atrás para doblar más la guía de la cadena,
de tal forma que pueda mantener una tensión adecuada en la cadena.
Tipo de ajuste semiautomático
Cuando la contratuerca es liberada, la varilla es insertada por la fuerza del resorte para
suprimir la holgura de la cadena.
El tensor de la cadena del árbol de levas se ajusta manual o automáticamente para
proporcionar la tensión adecuada. La secuencia de encendido del árbol de levas se ajusta
alineando las marcas de tiempo especiales que se muestra en el cigüeñal, en las catarinas o
en los engranes del árbol de levas. (Consulte el manual de servicio correspondiente para
conocer las instrucciones para la sincronización del árbol de levas).
69. 66
La elevación de la válvula se determina por el diseño del árbol de levas, el brazo de
palanca del balancín o relación del brazo del balancín. La cantidad de elevación de válvulas
puede calcularse multiplicando la cantidad de elevación en la leva por la relación del brazo
del balancín.
La duración es la cantidad de tiempo en que una válvula está abierta en relación con
el giro del cigüeñal. Esto se mide a una misma elevación, cuando la válvula está apenas
empezando a abrirse o a cerrarse. El punto de medición varía de un fabricante a otro.
Tanto la válvula de admisión como la de escape están cerradas mientras el pistón se
mueve durante la carrera de compresión y parte de la carrera motriz. Aproximadamente a
dos terceras partes de la carrera motriz se abre la válvula de escape, para dejar salir los
gases quemados del cilindro. La válvula de escape se conserva abierta mientras el pistón
viaja desde el punto muerto inferior, hasta el punto muerto superior, y cierra justo después
que el pistón ha alcanzado el punto muerto superior. Al salir los gases de escape, ayudan a
inducir la mezcla nueva de aire/combustión.
El traslape o superposición de válvulas ocurre entre las carreras de escape y de
admisión, cuando ambas válvulas están abiertas. El diseño de la leva, la cantidad de
elevación de la misma, y la duración de sincronización determinan principalmente las
características de un motor de cuatro tiempos. Las especificaciones de tiempo
conservadoras, en la cual las válvulas de admisión y de escape apenas si coinciden abiertas
en el punto muerto superior, tienden a crear potencia y par motor máximos a rpm inferiores. A
fin de crear potencia y par motor máximos en los rangos de altas rpm, la superposición o
traslape de válvulas se aumenta a 30° o más. Esta especificación de tiempo se ve
comúnmente en motores de cuatro tiempos de alto rendimiento. Las válvulas de admisión y
de escape abren rápidamente y se conservan abiertas más tiempo. Esto ayuda a empacar
más mezcla nueva de aire/combustible en el cilindro, para una carrera motriz más fuerte.
70. 67
Sin embargo, hay una desventaja en este diseño. Cuando la superposición o traslape
de válvulas se hace excesiva, sufre la eficiencia del motor en los rangos de bajas
revoluciones. El motor deberá girar lo suficientemente aprisa como para que no surja una
pérdida de comprensión o de mezcla de aire/combustible a través de las válvulas, mismas
que están abiertas mayor tiempo. Cuando el motor gira lo suficientemente rápido como para
encerrar la mezcla en el interior, hay un aumento sensible de potencia.
ALZAVÁLVULAS Y VARILLAS LEVANTAVÁLVULAS
Los alzaválvulas o punterías se utilizan en los motores de tipo de varillas
levantaválvulas. El diseño del alzaválvulas puede ser tan sencillo como un cilindro o bloque
de acero endurecido. Los motores actuales Harley Davidson usan alzaválvulas de rodillos y
varillas levantaválvulas huecas, que conectan el alzaválvulas a los balancines. Algunos
alzaválvulas o varillas levantaválvulas son ajustables, a fin de compensar el desgaste del tren
de válvulas. Esto se conoce como ajustar el juego excesivo de las válvulas. El juego excesivo
de la válvula es la suma de tolerancias en todos los componentes del tren de válvulas, para
una válvula en particular.
71. 68
Ajustadores hidráulicos automáticos del juego de válvula
Los ajustadores hidráulicos del juego de válvula se utilizan en algunos modelos y se
localizan normalmente ya sea en el cuerpo del alzaválvula o en el área de los balancines.
Están diseñados para crear un juego cero en las válvulas a cualquier temperatura de
operación. Cuando el motor se calienta, todos los componentes se expanden debido al
aumento de temperatura, y se modifica el juego de válvula. Los ajustadores hidráulicos
automáticos del juego de válvula no requieren mantenimiento.
La mayor parte de los ajustadores hidráulicos automáticos de juego de válvula
funcionan bajo el mismo principio. El ajustador tiene un pistón interno y una válvula de
retención, la cual se alimenta de aceite lubricante mientras el motor está trabajando.
72. 69
La válvula de retención controla el flujo de aceite en el ajustador. El aceite entra, llena
completamente el cuerpo del ajustador y hace desaparecer todo el juego de válvula.
Conforme la válvula es levantada y la presión del resorte de válvula se aplica al pistón, la
válvula de retención se cierra. Debido a que el aceite no es compresible, la válvula de
admisión o de escape recibe la elevación completa proveniente del árbol de levas. La unidad
hidráulica está diseñada de tal forma que no puede vencer la presión del resorte de válvula.
Esto asegura que la válvula cierre totalmente para sellar la cámara de combustión y se
transferirá el calor de la válvula a la culata de cilindro, donde podrá ser disipado.
73. 70
SERVICIO GENERAL AL TREN DE VÁLVULAS
Esta sección proporciona guías para la inspección, servicio y ensamble de los
componentes del tren de válvulas.
Inspección y servicio al tren valvular
Consulte el manual de servicio correspondiente al inspeccionar y medir árboles de
levas, engranes, catarinas, cadenas y tensores para localizar algún desgaste o daño. Los
puntos de mucho desgaste incluyen los lóbulos de las levas y chumaceras, cadena de
distribución, y hojas de los tensores. La mayor parte de estos componentes no pueden ser
reconstruidos y deberán ser reemplazados.
Inspeccione para localizar algún desgaste o daño a los alzaválvulas o punterías y sus
rodajas. La mayor parte no pueden ser reconstruidas, pero algunas punterías de rodaja
antiguas Harley Davidson pueden ser reconstruidas utilizando un juego de rodajas para
punterías. Revise las varillas levantaválvulas, para localizar algún desgaste en sus
extremidades o un dobles excesivo. Los ajustadores hidráulicos de juego de válvula no
pueden ser reconstruidos y deben cambiarse si están dañados o gastados. Reemplace los
balancines si sus superficies de contacto están picadas o rayadas; los balancines no pueden
ser reconstruidos. Las calzas de ajustes se desgastan lentamente pero deberán ser
reemplazadas, si es necesario.
Revise las válvulas y mida el desgaste del vástago, punta del vástago, ranura del retén
y margen. Las válvulas que estén torcidas, dobladas o deformadas, o que se hayan dejado
caer accidentalmente, deberán cambiarse. Para determinar si una válvula está torcida,
insértela en la guía, de tal forma que entre en contacto con su asiento. Gire la válvula
mientras la sujeta contra el asiento y mire a través del puerto. Si ve luz a través de la válvula
y la superficie del asiento, girando aparentemente con la válvula, ésta está torcida y deberá
cambiarse. Algunos fabricantes permiten que se rectifique la válvula. Consulte el manual de
servicio correspondiente para determinar la especificación de la anchura mínima del margen
del asiento. Este ancho especificado deberá ser respetado, ya que en caso contrario el
asiento de la válvula será demasiado angosto y el calor intenso hará que se tuerza o que se
queme. Mida las guías de válvula en busca de un desgaste excesivo. Las guías de válvulas
desgastadas pueden ser reemplazadas y redimensionadas utilizando una rima o una piedra
de asentar para crear la holgura correcta entre vástago y guía. Las guías están disponibles
en sobre medidas para conseguir un apriete por interferencia correcto al ser instaladas en la
culata de cilindro. La sobre medida de la guía se determina midiendo el diámetro exterior de
la guía. La mayor parte de las guías estándar y de sobre medida tienen el mismo diámetro
interior.
Mida los resortes de válvula para asegurase que cumplen con la especificación del
fabricante en cuanto a longitud libre y tensión, y que permanecen dentro de los límites
especificados de máxima deformación lateral. Los sellos de válvulas no pueden volverse a
usar y deben ser reemplazados utilizando la herramienta de instalación apropiada.
74. 71
PRELUBRICACIÓN DEL TREN DE VÁLVULAS
Los lóbulos del árbol de levas y las chumaceras deberán lubricarse previamente con
algún lubricante comercial a base de molibdeno, mismo que está disponible en la mayor parte
de los negocios que venden material de alto rendimiento. Las válvulas, sellos, perforaciones
de las guías de válvula, alzaválvulas o punterías, balancines, extremos de varillas
levantaválvulas, calzas de ajuste y capuchones deberán ser prelubricados con el aceite de
motor adecuado.
ACEITE
Propósito
El aceite es un líquido que sirve para lubricar las partes metálicas del motor, disminuye
la fricción en las partes móviles, evitando el desgaste. Cuando un motor está bien lubricado
reduce el gasto de combustible y aumenta la potencia. Debe cambiarse cada determinado
tiempo, porque pierde sus propiedades y se contamina por el uso, cada motocicleta es
diferente y hay un aceite adecuado para su mejor rendimiento.
Los aceites multigrado están hechos con aditivos que permiten mantener sus
propiedades lubricantes y de viscosidad en un amplio rango de temperaturas. Los aceites
monogrado no tienen esta propiedad, se debe evitar su uso en motores modernos.
Clasificación de los aceites para motor
Por tipo de servicio
Los aceites de motor son clasificados por el Instituto Americano del Petróleo (API) para definir
el tipo del servicio para el que son aptos. Esta clasificación aparece en el envase de todos los
aceites y consta de 2 letras: La primera letra determina el tipo de combustible del motor para
el que fue diseñado el aceite, utilizándose una "S" para motores a gasolina y una "C" para
motores diesel. La segunda letra determina la calidad del aceite donde mayor es la letra (en
el alfabeto) mejor es la calidad del aceite. Actualmente en motores a gasolina se utilizan los
clasificación SJ mientras que en motores diesel los CH.
Por su grado de viscosidad
La Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE) clasifica los aceites según su grado de
viscosidad. La viscosidad es la resistencia que ofrece un líquido (o gas) a fluir y depende
enormemente de la temperatura. En esta clasificación los números bajos indican baja
viscosidad de aceite o bien aceites "delgados" y número altos indican lo opuesto.
En cuanto a grado de viscosidad, existen 2 tipos de aceites:
Monogrados: Diseñados para trabajar a una temperatura específica o en un rango muy
cerrado de temperatura. En el mercado se pueden encontrar aceites monogrado SAE 10,
SAE 30, SAE 40, entre otros.
Multigrados: Denominación dada a los aceites lubricantes para motores de combustión
interna cuando su viscosidad, si se mide a 0 °F (-18 °C), se halla comprendida dentro de una
de las graduaciones SAE para invierno (5W, 10W, 20W) y, si se mide a 210 °F (99 °C), posee
una de las graduaciones SAE para verano (20, 30, 40, 50).
Diseñados para trabajar en un rango más amplio de temperaturas. A bajas
temperaturas se comportan como un monogrado de baja viscosidad (SAE 10 por ejemplo). A
altas temperaturas se comportan como un monogrado de alta viscosidad (SAE 40 por
75. 72
ejemplo). Están formados por un aceite base de baja viscosidad, así como de aditivos
(polímeros) que evitan que el aceite pierda viscosidad al calentarse, lo que les permite
trabajar en un rango muy amplio de temperatura manteniendo las propiedades necesarias
para proteger el motor.
Los aceites que cumplen los requerimientos de viscosidad a bajas temperaturas (bajo
0°C) se les designan con la letra "W" que indica invierno (Winter).
Actualmente y de forma exclusiva para motocicletas se utiliza la nomenclatura JASO
de la Organización de Fabricantes Japoneses de Automoción. Son los tipos:
JASO MA y JASO MA2 para motocicletas con el embrague en baño de aceite.
JASO MB para motocicletas o scooters con embrague en seco.
Por su naturaleza
Convencional o Minerales: Aceites obtenidos de la destilación del petróleo. Están
formados por diversos compuestos de diferente estructura química que dependen del
proceso de refinación así como del petróleo crudo utilizado.
Sintéticos: Aceites preparados en laboratorio a partir de compuestos de bajo peso
molecular para obtener compuestos de alto peso molecular con propiedades predecibles.
Algunas ventajas que tienen sobre los aceites convencionales son:
Mejor estabilidad térmica ya que soportan mayores temperaturas sin degradarse ni
oxidarse, son de gran utilidad para motores que se operan en ciudades con altas
temperaturas y motores turbo-cargados, permiten mantener más limpio el motor.
Fluyen más fácilmente a bajas temperaturas, mejorando el arranque del motor en
climas fríos.
Tienen una menor volatilidad lo que se traduce en menor consumo de aceite en el
motor.
La desventaja del aceite sintético es que es mucho más caro que el aceite
convencional.
Sistemas de lubricación en motores cuatro tiempos
El aceite para motocicletas de 4T
El tipo de aceite empleado para el engrase de un motor de moto de 4T es específico
para motocicletas.
No se puede utilizar aceite para automóviles en una motocicleta con el embrague en
aceite.
La razón es que los aditivos antifricción que lleva el automóvil para su embrague en
seco están contraindicados completamente para ser usados en una motocicleta.
El motor de cuatro tiempos tiene un depósito o reserva de aceite lubricante que circula
constantemente a través del motor. La bomba de aceite lo envía continuamente desde el
cigüeñal a través de conductos de aceite a todas las partes móviles del motor, después, el
aceite cae al cárter donde es almacenado hasta que es aspirado por la bomba y recircula
nuevamente.
76. 73
Filtros de aceite
El filtro elimina la suciedad y la contaminación suspendida en el aceite por obra de los
aditivos detergentes y dispersantes. El filtro de aceite más sencillo consiste en una malla de
alambre. Dado que este tipo de filtro solo elimina los contaminantes mayores, se utiliza
frecuentemente junto con un filtro de papel, de fibra o centrifugo. Un filtro de aceite centrífugo
es un recipiente giratorio movido por el cigüeñal, conforme el aceite pasa a través del filtro,
los contaminantes más pesados se adhieren a los costados, formando una pasta gruesa que
deberá de eliminarse periódicamente. Los filtros de papel están disponibles en presentación
para insertar o para atornillar. Los filtros de papel insertables deberán instalarse con cuidado,
para garantizar una buena operación. Algunas motocicletas Harley-Davison utilizan un filtro
de aceite de fibra ubicado en el depósito de aceite.
Algunos filtros de aceite incluyen una válvula de alivio de aceite. Cuando se restringe
el flujo de aceite a través del filtro, la válvula permite que pase el aceite, omitiendo el filtro
para proporcionar lubricación esencial a los componentes críticos del motor.
Cómo dar servicio a sistemas de lubricación de motores de cuatro tiempos
Aun bajo condiciones ideales de trabajo, con el tiempo el aceite pierde su eficiencia. El
aceite en el cárter de un motor está expuesto a altas temperaturas, agua, gas, vapores de
gasolina, ácidos y suciedad. Durante la operación del motor, pasan gases por los anillos del
pistón y se introducen en el aceite. Todos los motores utilizan algún método para liberar estos
gases a la atmosfera, pero si es mala la ventilación del cárter, estos gases de la combustión
contaminan y diluyen el aceite. Una forma de reducir esta contaminación es calentar bien el
motor siempre que se prepare a conducir; el motor caliente eliminara los vapores,
protegiendo el aceite. Los viajes cortos originan la contaminación acida, lo que reduce la
eficiencia del aceite.
Cómo cambiar el aceite y el filtro
Es la operación más importante del mantenimiento de una motocicleta y debe seguir
escrupulosamente las indicaciones del fabricante de la motocicleta en cuanto a periodicidad y
tipo de aceite. Cada fabricante proporciona una lista de procedimientos de servicio, que
deben ser llevados a cabo a intervalos periódicos. El cambio del aceite y del filtro es parte de
dichos procedimientos. Antes de cambiar el aceite y el filtro, asegúrese de tener a la mano las
herramientas y piezas de repuesto siguientes:
Charola para el aceite drenado
Dado hexagonal y maneral o extensión
Embudo
Aceite y filtro nuevos
Consulte el manual de servicio correspondiente y siga el procedimiento siguiente:
Drene siempre el aceite cuando esté caliente. Los aditivos detergentes y dispersantes
que controlan la suciedad trabajan mejor cuando el aceite está caliente, y también fluye con
más libertad, ayudando a drenar los sedimentos. Antes de continuar, y para evitar quemarse,
deje que se enfríen los componentes del motor.
77. 74
Utilice un dado hexagonal con una extensión. Los pernos que tapan el filtro y de
drenaje son de material blando, por lo que un dado hexagonal es la mejor herramienta para
aflojarlos.
Si está dando servicio a un sistema de cárter seco, drene el depósito y el motor.
El procedimiento de instalación varia, dependiendo del tipo del filtro de aceite. Consulte
el manual de servicio correspondiente para conocer el método correcto.
Cambie cualquier arandela de sello dañada. Mida el nivel del aceite con la motocicleta
parada sobre una superficie nivelada. Arranque el motor y verifique que no haya fugas.
Cambio de aceite
Este consta desde verificar las condiciones del aceite al drenarlo, cambiarlo, hasta la
inspección y servicio de filtro de aceite de malla y centrífugo, radiador de aceite, ductos
líneas, etc.
Condiciones del aceite
Se debe tomar en cuenta el color, olor y textura ya que nos puede indicar un uso muy
prolongado de este, provocando una lubricación pobre, o bien una sobre temperatura, en
ocasiones desgastes excesivos en algunos componentes al contener partículas de metal o
asbesto, se recomienda que al realizar un cambio de aceite checar todos estos puntos
además del fondo del recipiente en el cual se vierte el aceite sucio en busca de residuos
extraños.
Procedimiento para el cambio de aceite:
Estando el motor caliente para que el aceite fluya más fácilmente y teniendo cuidado
de no quemarse, se debe de retirar el tapón de drene del aceite, se recomienda que este
trabajo se realice con un dado hexagonal, colocando un recipiente bajo el motor para
recolectar el aceite
Procura no utilizar llaves españolas para retirar el tapón, ya que se corre el riesgo de
dañar el hexágono, provocando así problemas serios para retirarlo en ocasiones posteriores.
Se debe de colocar una charola por debajo para recibir el aceite que se retira al retirar
el tapón de drenado (y el filtro de malla si cuenta con él), se debe de observar el color del
aceite con atención e inspeccionar el fondo de la charola en busca de sedimentos sólidos, de
tener un color negro, un olor a quemado o residuos sólidos se deberá de realizar el
procedimiento de servicio al sistema de lubricación.
Si cuenta con un filtro de malla, se debe de limpiar con diésel o queroseno, secarlo con
aire a presión.
Algunas motocicletas consideradas de “trabajo” (hasta 150cc aprox.), cuentan con un
filtro de aceite centrífugo en el interior de la tapa de lado derecho (lado embrague), el cual se
debe de limpiar en cada cambio de aceite, para esto se debe de seguir el siguiente
procedimiento:
Retira el chicote del embrague, y comienza a retirar todos los tornillos de la tapa,
cuidando el orden y lugar de cada uno de ellos, pon atención en el tamaño que tiene cada
uno ya que si lo pierdes, tendrás dificultad para sujetar la tapa correctamente
Se debe de retirar la tapa con mucho cuidado, recuerda que todavía puede derramar
algo de aceite, coloca una charola debajo para recolectarlo
