como funciona una culata de motor

Como funciona una culata de motor

Una culata realiza muchas tareas, como sostener y controlar el proceso de combustión mientras permite que los gases de admisión y escape entren y salgan del motor. En la imagen de arriba se muestra una sección transversal de una culata que incorpora puertos y válvulas de admisión y escape. Una culata se fija al bloque del motor mediante pernos de culata y se sella mediante una junta de culata. Una culata también alberga los colectores de admisión y escape. Estos colectores están sellados a la cabeza mediante juntas de colector de admisión y escape.

¿Qué sale mal?

Una culata está construida de aluminio o hierro fundido que se puede agrietar si el motor se sobrecalienta y causa una condición anormal, como refrigerante en el aceite del motor. Un efecto secundario de un motor sobrecalentado es la falla de la junta delantera, que puede ocurrir cuando el metal de la junta se ve obligado a expandirse más allá de sus capacidades normales debido al calor extremo.

A medida que las válvulas de admisión y escape comienzan a envejecer a través del kilometraje y el uso, pueden comenzar a tener fugas, lo que provoca que los gases de escape y de baja compresión ingresen al colector de admisión, lo que provocará un ralentí irregular del motor o un fallo de encendido.

¿Cuanto cuesta?

El reemplazo de la culata es uno de los trabajos más grandes en el negocio de reparación de automóviles. Si tuviera que llevar su automóvil a un taller de reparación o a un concesionario para que le reemplacen la culata, puede esperar pagar entre $ 2,000.00 y $ 3,000.00 (EE. ) debería costar entre $ 1,500.00 y $ 1,700.00 (EE. UU.).

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Aquí hay un video de una culata en acción.

1. Diferentes tipos de culatas

Hay varios estilos diferentes de culatas. Comenzaremos con el estilo de cabeza más antiguo que se presenta en un motor de cabeza plana que fue popular en la década de 1950. Estas culatas usaban un sistema de válvula invertida que usaba sellar los puertos de la cámara de combustión. Estas cabezas no usaban balancines y varillas de empuje cortas que estaban ubicadas directamente sobre el árbol de levas que estaba ubicado en el bloque del motor. Debido a este diseño, las relaciones de compresión eran relativamente bajas, lo que dificultaba la potencia del motor. El diseño que siguió fue la configuración del balancín que permitió que una válvula de admisión y una de escape estuvieran directamente sobre el pistón, lo que creó relaciones de combustión más altas y generó más potencia. Esta configuración usó una varilla de empuje más larga y un balancín incorporado ubicado en la parte superior de la culata mientras aún ubicaba el árbol de levas dentro del bloque del motor.

Para reducir el peso del tren de válvulas, lo que impide que el motor alcance las RPM máximas, el motor con árbol de levas en cabeza está diseñado para aumentar la potencia. También permitió más de dos válvulas por cilindro, lo que aumentó aún más la potencia del motor debido al volumen adicional de gases de admisión y escape. Este estilo de motor se denomina motor de árbol de levas en cabeza (OHC) que cuenta con una cámara por cabeza y un motor de árbol de levas en cabeza doble (DOHC) que cuenta con dos árboles de levas por cabeza. En la imagen recortada a continuación, puede ver esta configuración de alto rendimiento de cuatro válvulas por cilindro.

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2. Refrigeración de la culata

El refrigerante del motor se utiliza para ayudar a mantener fría la culata cuando está en funcionamiento. Este refrigerante pasa a la culata de cilindros a través del bloque del motor sellado por la junta de la culata y luego sale de la culata de cilindros y entra en el colector de admisión o en la caja del termostato. En la imagen a continuación, puede ver las cavidades del bloque que alimentan la culata que está sellada por la junta de la culata.

3. Tren de válvulas de la culata

Se utiliza un balancín para abrir y cerrar las válvulas de admisión y escape en las configuraciones de árbol de levas en cabeza y árbol de levas en bloque. En la imagen recortada debajo, una configuración de doble árbol de levas empuja las válvulas de admisión y escape hacia abajo mientras utiliza un balancín y un elevador que usa presión de aceite para ajustar automáticamente el espacio (juego) entre la válvula y el balancín.

Un elevador está ubicado en el bloque del motor para motores sin árbol de levas en cabeza. En la imagen a continuación, el elevador está ubicado en la culata utilizando presión de aceite para extender y mover el balancín hacia arriba para ocupar el exceso de espacio. O el elevador puede comprimirse para adaptarse a la expansión de las válvulas a medida que el motor se calienta. Esta operación ayuda a que la válvula se selle al asiento de la válvula ubicado en la culata mientras evita la fuga de gases de combustión.

4. Accesorios de culata

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Una culata también admite una gran cantidad de accesorios, como sensores, actuadores del árbol de levas, juntas y componentes del sistema de encendido. Los sensores de posición del árbol de levas están atornillados a la culata, ya sea en la parte delantera, media o trasera de la ubicación del árbol de levas.

Un actuador del árbol de levas está ubicado en la culata de cilindros en algunos modelos que controla la presión de aceite suministrada al actuador del árbol de levas que a su vez avanza o retrasa la sincronización del árbol de levas.

En un sistema COP (bobina sobre bujía), la bobina de encendido está atornillada a la culata. Esta configuración se utiliza para eliminar la latencia de la bobina de encendido a la bujía, lo que aumenta el rendimiento del motor.

Una tapa de válvula está atornillada a la culata y se utiliza para controlar las fugas de aceite y la presión interna del cárter. Esta tapa está sellada a la culata mediante una junta de tapa de válvulas. Un respiradero del cárter también está ubicado en o cerca de la culata de cilindros.