4 >> Desmontaje, verificación, reparación y montaje de la culata

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Práctica
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Motores
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4 >> Desmontaje, verificación,
reparación y montaje de la culata
Para llegar a esta práctica hemos tenido que diagnosticar muy bien, previamente, que el fallo está en
la culata o en su junta. Además, debemos conocer el origen del fallo, que suele estar en el sistema de
refrigeración, en la propia junta de culata o en los tornillos que sujetan la culata al bloque, ya que si
se sustituye la junta y se repara la culata, pero no se soluciona el origen del problema, entonces el motor volverá a reproducir la misma avería.
·· Objetivos
Los objetivos principales que buscamos con la realización de esta
práctica son que aprendas a:
– Desmontar y a hacer las verificaciones necesarias en la culata de
forma adecuada.
– Valorar correctamente los datos obtenidos en las verificaciones.
– Hacer un montaje de la culata de forma adecuada.
·· Medidas de seguridad generales y específicas
Siempre que realices un trabajo en el taller, debes tener en cuenta
las medidas de seguridad generales que han aparecido en prácticas
anteriores.
Las medidas de seguridad específicas que debes tener en cuenta para realizar esta práctica se detallan a continuación:
Útiles específicos
• Llave dinamométrica.
• Rasqueta.
• Regla de planitudes.
• Galgas.
• Rugosímetro.
• Reloj comparador y
soporte.
• Calibre.
• Machos de roscar y
bandeador.
– Al soplar los orificios del bloque donde se alojan los tornillos, debes usar gafas de protección y colocar un trapo para evitar al má• Cepillo metálico.
ximo las proyecciones posibles.
• Goniómetro.
– Antes de desmontar una culata, encontrar el origen de la avería y
solucionarlo.
– Previamente a realizar cualquier operación mecánica, tienes que
desmontar el borne negativo de la batería para evitar cortocircuitos.
– Localiza las marcas de calado de la distribución antes de quitar su accionamiento.
– Deja enfriar el motor antes de aflojar la culata para evitar que esta se alabee y respeta el orden indicado por el fabricante.
– Si el motor es de camisas húmedas, nunca levantes la culata, gírala para despegarla.
– Si la culata es de aluminio, no emplees rasqueta de acero ni la apoyes en la superficie de contacto
con el bloque sobre superficies duras o sucias.
– No eches ningún producto entre bloque, junta de culata y culata.
– Antes de colocar la culata, debes asegurarte de que el cilindro 1 y el 4 están 2 cm por debajo del PMS.
Tampoco pueden estar en el PMS el 2 ni el 3; esto se hace para evitar que peguen las válvulas y los
pistones al montar la culata o el árbol de levas ya que esto produciría averias.
– Aprieta la culata en el orden indicado por el fabricante.
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·· Desarrollo de la práctica
Desmontaje de la culata
Para llevar a cabo el desmontaje de la culata sigue estos pasos:
1. Consulta el manual del taller.
2. Deja enfriar el motor a temperatura ambiente, imprescindible en el caso de las culatas de aluminio, como mínimo seis horas.
3. Desconecta el borne negativo de la batería, todos los manguitos, tubo de escape, racores de inyección en los diésel, cables mecánicos y eléctricos que unan la culata con cualquier otra parte,
bien sea bloque, carrocería, etc., e identifica todos los cables y las mangueras del motor para que
no haya problemas en el montaje posterior. Si desmontas los inyectores diésel, debes tener cuidado
al extraer la arandela principal y la pequeña arandela apagallamas del fondo de la culata, y tapar la
entrada de los inyectores con tapones especiales para que no entre suciedad.
4. Quita el tapón del vaso de expansión y vacía el radiador. No debes vaciar el bloque ni el cárter de
aceite hasta que no se haya limpiado el plano del bloque y roscas.
5. Coloca un travesaño sobre las uniones de las aletas y cuelga el motor de un punto que pertenezca al bloque y que no haya que desmontar.
6. Coloca la distribución en marcas y quita la correa o cadena, sólo si fuera con árbol de levas en
cabeza. No gires el motor sin el accionamiento de la distribución para evitar que golpee algún pistón con alguna válvula.
7. En algunos motores habrá que desmontar el o los árboles de levas antes de aflojar los tornillos de
culata; si es así, afloja todos los sombreretes poco a poco alternándolos.
8. Afloja los tornillos de la culata una vuelta aproximadamente en orden inverso al de apriete (de
fuera hacia dentro), en el orden que indique el manual de taller. Si el orden no está indicado, afloja en espiral o en cruz de fuera hacia dentro (Figura 4.1). Quita los tornillos con un berbiquí para hacerlo con mayor rapidez y, si se van a volver a colocar, debes marcarlos para colocarlos según estaban. Observa si todos son igual de largos y si todas las arandelas tienen el mismo espesor; si no es
así, tienes que fijarte bien en dónde iban los distintos tornillos.
9. Levanta la culata haciendo fuerza para despegarla (Figura 4.2). Se puede hacer palanca introduciendo dos varillas en los orificios de los tornillos.
3
7
6
9
2
1
5
10
8
Figura 4.1. Orden de aflojado de la culata en cruz.
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4
Figura 4.2. Forma de despegar la culata.
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Si el bloque es de camisas húmedas, nunca intentes levantarla sin haberla despegado antes, pues podrías
levantar las camisas de sus alojamientos. Para despegarla, se debe girar sobre un casquillo de guiado,
que suele llevar, golpeándola con una maza lateralmente (Figura 4.3) o, incluso, con un pequeño gato
que apoye en un extremo de la culata y en un apoyo fijo, interponiendo unos trozos de madera para que
no se dañe. Si no lleva casquillo de guiado, deja un tornillo en un extremo aflojado previamente y gira
la culata sobre éste.
Una vez levantada la culata, debes sujetar con los útiles adecuados las camisas respecto al bloque (Figura 4.4), para evitar que al girar el motor sin la culata las camisas se levanten de su alojamiento por
el roce con los pistones y los segmentos en la ascensión de éstos. Nunca debes apoyar la culata levantada sobre el plano de la junta sobre superficies sucias o duras. Colócala sobre un banco de madera limpio o ánclala a un soporte giratorio.
Golpear con
una maza para
girar la culata
Dejar el tornillo
del casquillo
Figura 4.3. Forma de despegar la culata en bloques de camisas
húmedas.
Figura 4.4. Sujeción de las camisas húmedas con los útiles
adecuados.
Verificaciones en una culata
Para llevar a cabo las verificaciones en una culata, busca el manual de taller y anota todos los datos
de tolerancias del fabricante en los estadillos de esta práctica.
Limpia la culata y, especialmente, los planos de unión entre bloque y culata.
Es posible ver si el motor quemaba líquido refrigerante, si el cilindro en el que se quemaba está totalmente limpio, sin carbonilla. Si se quemaba refrigerante y al desmontar la junta no se ve por dónde
lo hacía, habrá que llevar la culata a verificar a un taller de mecanizado para ver si existe alguna grieta o fisura. Si la culata tuviera alguna, no será posible reutilizarla.
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Cilindro n.º 1 en el lado distribución o lado volante (tachar lo que no proceda)
A
A
Altura de la culata
Figura 4.5. Altura de la culata.
Altura nominal (A)
Altura medida (B)
Culata planificada ya (C) (C = A - B)
Altura mínima (D)
Altura medida (B)
Máximo planificado que se puede realizar (E)
(E = B - D)
Planitud de la culata
Figura 4.6. Medida planitud longitudinal.
Dato del fabricante
Longitudinal o
diagonal (F)
34
Transversal (G)
Medida
Longitudinal
o diagonal
(H)
Transversal
(I)
Si H ≥ F =
Planificar
Si I ≥ G =
Planificar
Medida a
planificar:
será la mayor
de H o I
si H o I ≤ E
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Rugosidad de la culata
Figura 4.7. Medida de rugosidad de la culata.
Rugosidad máxima permitida
por el fabricante
Rugosidad medida
Conclusión
Comprobación visual de la culata
Estado
Conclusión
Sobrepaso o hundimiento de las válvulas en la culata
(sólo en culatas diésel)
Figura 4.8. Medida sobrepaso de las válvulas.
Dato del fabricante
para admisión
Dato del fabricante
para escape
Admisión
Cilindro
Válvula
1
a
Escape
2
b
a
3
b
a
4
b
a
1
b
a
2
b
a
3
b
a
4
b
a
b
Sobrepaso
Conclusión
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Sobrepaso de las precámaras
(sólo en culatas diésel de inyección indirecta)
Figura 4.9. Medida sobrepaso de las precámaras.
Datos del fabricante
Cilindro 1
Cilindro 2
a
b
a
b
Cilindro 3
a
Cilindro 4
b
a
b
Conclusión
X mm
Tornillos de culata. Estado, longitud y diámetro
Y mm
AD47691
Figura 4.10. Tornillos de la culata, control
visual, diámetro y longitud.
¿El fabricante permite reutilizar los tornillos?
Nominal 1
2
3
Estado
Longitud
Diámetro rosca
Diámetro vástago
4
5
6
7
8
9
10
Limpieza y estado de las roscas del bloque.
Pon mucha atención en los bloques de aluminio
Figura 4.11. Repaso de roscas del bloque.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Estado
Conclusión
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Sobrepaso de las camisas húmedas
Figura 4.12. Medida sobrepaso de las camisas
húmedas.
Sobrepaso indicado
por el fabricante
Cilindro 1
a
Cilindro 2
b
a
Cilindro 3
b
a
Cilindro 4
b
a
b
Conclusión
Delante
Sobrepaso
de los pistones
(sólo motores diésel)
Punto de medición
Figura 4.13. Medida del sobrepaso de los
pistones.
Cilindro 1
a
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Figura 4.14. Lugar donde se mide el sobrepaso
de los pistones.
Cilindro 2
b
a
Cilindro 3
b
a
Cilindro 4
b
a
b
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Ejemplo de datos del fabricante del motor
Tipo de
motor
Toyota
1KD-FTV
Sobrepaso Espesor de Marca o
del pistón
la junta
muesca de
(mm)
(mm)
la junta
0,005 a
0,054
0,85
A (1)
0,055 a
0,104
0,90
B (2)
0,105 a
0,154
0,95
C (3)
0,155 a
0,204
1,00
D (4)
0,205 a
0,255
1,05
E (5)
Tipo de
motor
Renault
F9Q
Sobrepaso Espesor de Marca o
del pistón
la junta
muesca de
(mm)
(mm)
la junta
< 0,868
1,75
2
0,868 a
1,000
1,85
1
> 1,000
1,95
3
Datos del fabricante de sobrepaso de pistón con espesor de la junta y número de muescas
Sobrepaso
Espesor
de la junta
Número de
muescas
Junta de culata a elegir
Ver el máximo sobrepaso del pistón
y en qué rango de sobrepaso del fabricante
se encuentra para, así hallar el espesor
y el número de muescas.
Reparaciones de una culata
La reparación más frecuente después de haber sufrido alabeo por un calentamiento es la planificación.
Debes tener en cuenta la altura de la culata para ver si se ha planificado previamente, luego mira en
el manual cuánto es el máximo a planificar y en la culata el alabeo que tiene. Con estos datos podrás
saber si la culata es factible de ser planificada.
Así:
1. Altura nominal de la culata – altura actual = medida planificada anteriormente.
2. Medir la culata con las galgas = medida a planificar.
3. Medida planificada + medida a planificar ≤ medida planificación máxima.
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4. Compara la medida de planificación máxima
que nos ha salido con la medida máxima que
permite planificar el manual; si es igual o menor, se puede planificar.
El planificado consiste en colocar la culata en la
planificadora con el plano hacia arriba sobre
unos soportes especiales que mantienen la culata bien sujeta y nivelada. La máquina tiene un cabezal que puede portar cuchillas o muelas. Las cuchillas se usan para culatas de aluminio y fundición
y las muelas sólo se utilizan en culatas de fundición. Debes colocar la cuchilla adecuada, poner en
marcha el cabezal e irte aproximando lentamente
hasta que empieza a quitar material de la culata Figura 4.15. Planificado de una culata.
en algún punto (Figura 4.15). Ahora apunta la medida de altura que tiene el cabezal para que,
cuando quede planificada, saber cuánto se ha planificado.
Tienes que regular la velocidad de avance y el ataque de la herramienta, así como ir dando pasadas
hasta que toda la superficie de la culata quede rectificada y perfectamente plana.
Si es una culata de un motor diésel de inyección indirecta, debes haber desmontado previamente las precámaras y ahora, al montarlas, sobresaldrán aproximadamente lo que sobresalían antes más el planificado
que se ha hecho. Ahora hay que rectificar en la culata el asiento de las precámaras mediante una fresa.
Coloca la culata en la fresadora horizontal y firmemente, y centra muy bien el cabezal con un reloj comparador. Pon la cuchilla adecuada y bájala hasta que empiece a comer material del asiento. Debes ir
dando pequeños avances, retirar la herramienta y probar la precámara que se vaya a montar midiendo
su sobrepaso, así hasta conseguir el sobrepaso que indique el manual. Tienes que hacer lo mismo con el
resto de alojamientos y precámaras.
La sustitución de guías, rectificado de asientos y demás trabajos referidos a la distribución podrás verlos en su la práctica 13.
Montaje de la culata
Para montar la culata deberás seguir estos pasos:
1. Si la junta había fallado, verifica y corrige la
causa del fallo antes de montar otra.
2. Limpia el circuito de refrigeración.
3. Limpia el bloque y los agujeros donde se rosca
la culata al bloque y pasa un macho roscado
(Figura 4.16) sin echar aceite, luego sopla a
presión poniendo un trapo encima.
4. Vacía el líquido de refrigeración del bloque y el
aceite del cárter, de este modo se arrastrarán
posibles partículas que hayan caído al limpiar
el bloque.
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Figura 4.16. Repaso de roscas del bloque.
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5. Pide la junta. Comprueba que el espesor es el deseado en función del sobrepaso del pistón (motores
diésel) y que coincide con la antigua en todos los orificios. Nunca montes una misma junta dos veces.
6. Gira el motor en sentido horario hasta que los pistones 1 y 4 queden 2 cm antes de llegar al PMS. Esta operación es importantísima, pues si no se respeta, al apretar la culata pueden golpear válvulas
en los pistones y producir serias averías.
7. Coloca la junta de culata y no eches ningún producto. Sujétala con los casquillos de guiado o con tornillos de culata sin cabeza. Ten en cuenta que las marcas TOP, OVEN, HAUT o ARRIBA indican la parte alta de la junta.
8. Coloca la culata con cuidado de no arañarla con los casquillos de guiado o los tornillos sin cabeza.
9. Cambia los tornillos o verifícalos y límpialos con cepillo si se permiten reutilizar.
10. Engrasa ligeramente los tornillos en la rosca y debajo de la cabeza con grasa de cobre. Eso sí, nunca engrases debajo de la arandela.
9
5
1
4
8
10
6
2
3
7
Figura 4.17. Orden de apriete de la culata en espiral.
11. Aplica el apriete a los tornillos siguiendo el orden y el sistema especificados. Si es de par,
debes ir aplicando los pares consecutivos a todos los tornillos en el orden. Si es de ángulo,
entonces tienes que aplicar un pequeño par a
todos y luego girar los ángulos que indique el
fabricante a todos por igual. Todo ello debes
hacerlo en el orden que señale el fabricante
o, en su defecto, desde el centro hacia fuera
en espiral (Figura 4.17) o en cruz.
12. Gira el árbol de levas y la bomba diésel hasta
su posición de calado a derechas. Nunca debes
forzar si está duro.
13. Gira el cigüeñal a derechas hasta su marca de calado y coloca la correa o cadena (práctica 12).
14. Una vez calada la distribución gira a mano el motor, siempre a derechas, dos vueltas y vuelve a comprobar las marcas.
15. Si hay que instalar los inyectores en los motores diésel de inyección indirecta, debes asegurarte de
que no existe ninguna arandela en la culata e instala las arandelas apagallamas en el fondo, de la
postura que indique el manual. Luego introduce el inyector con la otra arandela de cobre y apriétalos al par indicado en el manual. Es importante que tengas en cuenta que si aprietas un inyector
con dos arandelas apagallamas por haber dejado la vieja y haber puesto una nueva encima se te
puede romper la culata.
16. Sigue con el montaje en el orden inverso al desmontaje.
17. Rellena de aceite y anticongelante, purga el circuito de refrigeración (práctica 21) y arranca el vehículo.
18. Los tornillos que se aprietan a ángulo no necesitan reapriete. Los tornillos que se aprietan a par necesitan reapriete. Algunos se calientan, se enfrían y ya pueden reapretarse, otros tienen que rodar
1.000 km. Reaprieta aflojando 90º y aprieta tornillo a tornillo con el orden y último par especificados. Las culatas de fundición se pueden reapretar en caliente. Si hubiera que hacerlo en caliente,
debes reapretar un 10 por 100 más del último par. Por último, las culatas de aluminio se tienen que
reapretar siempre en frío.
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