Tipos de daños en los cojinetes del motor

Los cojinetes del motor reducen la fricción entre la parte giratoria del motor y la parte estacionaria y soportan el cigüeñal. El material de los cojinetes debe ser extremadamente fuerte debido a las tensiones causadas por las explosiones dentro del motor de combustión interna. La reducción de la fricción se consigue en parte por el hecho de que los metales diferentes se deslizan unos contra otros con menos fricción y desgaste que los materiales similares.

Figura 1: Cojinete de aleación de cobre sobreplateado y agujereado por restos de hierro fundido. La foto del recuadro muestra el detalle microscópico de las estrías.

Así que un material de cojinete de aleación hace un trabajo mucho mejor para mantener un cigüeñal de acero en movimiento que un cojinete de acero o de hierro fundido.

Aunque el material en sí puede dar al cojinete del motor algunas propiedades de reducción de la fricción, su rendimiento se ve reforzado por un lubricante entre las superficies móviles y estacionarias. Otra de las funciones del cojinete es establecer y mantener una película de aceite.

Figura 2: Cojinete de Babbitt incrustado con restos de mecanizado. La foto del recuadro muestra el detalle microscópico de los restos.

Los cojinetes suelen hacer un muy buen trabajo para mantener las piezas móviles en movimiento; sin embargo, cuando un cojinete falla, los resultados pueden ser catastróficos.

Figura 3: Este cojinete de aluminio fue dañado por la incrustación de perlas de vidrio. Esta foto muestra la extensión del daño.

Incluso cuando fallan, normalmente no es culpa del rodamiento. Con un poco de investigación, un especialista o técnico del motor puede descubrir y eliminar una de las docenas de razones para el desgaste prematuro o el fracaso.

Suciedad o desechos

Los desechos, como la suciedad o el polvo, pueden causar un daño significativo a la superficie de un rodamiento. Si está en el sistema de lubricación, la suciedad suele dejar arañazos circunferenciales y a menudo se queda alojada en la superficie del rodamiento.

Figura 4: Las partículas extrañas en el revestimiento del rodamiento pueden ser el resultado de una limpieza inadecuada o de un fallo en la sustitución del filtro y pueden incluir suciedad de la carretera y arena.

Asegúrese de lavar siempre a fondo el sistema de lubricación antes de volver a montar un motor para evitar daños en los cojinetes del motor.

Otra forma en la que la suciedad puede causar estragos es si los componentes del motor no están completamente limpios. Una partícula extraña atrapada entre la parte posterior del cojinete y el alojamiento provocará una zona elevada en el cojinete.

Esta pequeña joroba puede provocar el contacto entre el cojinete y el muñón del cigüeñal. Siempre debe asegurarse de que los cojinetes se instalen en superficies limpias.

Lubricación insuficiente

La falta total de lubricación en el cárter suele provocar el agarrotamiento del cojinete y el fallo total del motor. Pero, según los expertos, un problema más frecuente en relación con la lubricación es simplemente un engrase inadecuado. La ausencia de una película de aceite adecuada dará lugar a un contacto metal-metal, ocasionalmente a un solo cojinete o a menudo a varios de ellos.

Figura 5: La lubricación es vital. Esto muestra el resultado de un arranque en seco. Los cojinetes de la izquierda, más alejados de la bomba de aceite, son los que más se desgastan.

Cuando el cojinete está dañado por falta de aceite, encontrará una superficie muy brillante y evidencias de limpieza.

Recuerde que el fallo de la película de aceite puede verse de diversas maneras en los cojinetes. Compruebe cosas como la obstrucción de los conductos de aceite, el mal funcionamiento de la bomba de aceite, la selección o instalación incorrecta de los cojinetes, los fallos de los retenes de aceite, la dilución del combustible (a menudo causada por el soplo de combustible y aire que pasa por los segmentos del pistón) o la formación de espuma o aireación, causada, irónicamente, por un cigüeñal sobrellenado.

Mal montaje

A veces, los fallos son el resultado de simples errores de instalación. Por ejemplo, si una mitad de cojinete sin orificio para el aceite se coloca incorrectamente en una posición en la que el orificio es necesario, ese gorrón no recibirá lubricación.

Figura 6: El bajo suministro de aceite o la falta de aceite no sólo suenan mal, sino que hacen cosas malas dentro del motor.

También pueden verse otros tipos de errores de montaje. Si una biela o la tapa del cojinete principal se instalan en una posición incorrecta, o si un cojinete no se coloca en su lugar de forma segura, la lubricación será insuficiente y causará un fallo.

Los procedimientos de instalación cuidadosos son, por supuesto, críticos en todos los aspectos de la construcción de motores – los errores por descuido siempre son costosos.

Aplastamiento del cojinete

El término «aplastamiento» se refiere a la fuerza exterior creada por la parte del cojinete que se extiende por encima del agujero de la carcasa cuando las mitades del cojinete se colocan en su lugar. Este material «extra» mantiene el diámetro exterior de los cojinetes firmemente contra el orificio del alojamiento cuando el conjunto se aprieta según las especificaciones.

Al aumentar la superficie de contacto entre el cojinete y el orificio del alojamiento de la biela, el aplastamiento minimiza el movimiento de los cojinetes, ayuda a compensar la distorsión del orificio y contribuye a la transferencia de calor.

Figura 7: Una mezcla demasiado rica o el soplado más allá del anillo del pistón puede provocar la dilución del aceite. Este daño se puede ver aquí.

En términos simples, el aplastamiento del cojinete es lo que mantiene el cojinete en su lugar. Piense en ello como poner 10 libras de algo en una bolsa de 5 libras. La lengüeta o pestaña de localización en la cáscara que se ajusta al sillín es sólo para localizar el rodamiento durante el montaje.

Cuando el aplastamiento es correcto, las cáscaras de rodamiento ligeramente elípticas se ajustan a un círculo perfecto cuando se aprietan en su lugar. De este modo, el cigüeñal gira correctamente.

Sin embargo, cuando hay un aplastamiento excesivo, la fuerza de compresión adicional hace que el cojinete se abulte hacia dentro en las líneas de separación provocando un pinzamiento lateral.

El aplastamiento excesivo puede ser el resultado de un intento de reducir el consumo de aceite limando la tapa del cojinete, ensamblando las tapas de los cojinetes con demasiada fuerza al apretar demasiado los tornillos o, en algunos casos, utilizando muy pocas cuñas.

Un aplastamiento insuficiente, por otra parte, dará lugar a que los rodamientos no se mantengan firmemente en el agujero, y permanezcan libres para moverse hacia adelante y hacia atrás dentro de la carcasa.

Figura 8: El desgaste excesivo visto cerca de las líneas de separación de los casquillos superiores e inferiores fue causado por el desplazamiento de la tapa del rodamiento. Esto da lugar a un contacto de metal con metal y a un deterioro excesivo causado por la presión.

Debido a que el contacto entre la parte posterior del cojinete y el orificio de la carcasa es necesario para la refrigeración, esta condición significa que se impide la transferencia de calor fuera del cojinete, lo que da lugar a un sobrecalentamiento y al deterioro de la superficie del cojinete.

El aplastamiento insuficiente puede ser causado por el intento inadecuado de lograr un mejor ajuste mediante el limado de las caras de separación, por la suciedad o las rebabas que mantienen abiertas las tapas de los rodamientos, el par de apriete inadecuado de los tornillos durante la instalación, el dimensionamiento inadecuado del agujero del alojamiento o (si es necesario) el uso de demasiadas cuñas en el proceso de montaje.

Figura 9: El desplazamiento del filete se produce si el radio del filete en la esquina de cada gorrón del cigüeñal es mayor de lo necesario. Los bordes del rodamiento pueden entonces montar en esos filetes en lugar de encajar limpiamente entre ellos.

Otros indicios de fallo del rodamiento

– Se verán áreas brillantes en la parte posterior del rodamiento debido a su roce hacia adelante y hacia atrás. En algunos casos, puede verse una decoloración donde el aceite se ha abierto paso entre las dos superficies y se ha quemado.

– La sobrecarga puede ser causada por un error del operador del vehículo. El ralentí excesivo puede dar lugar a una película de aceite que no puede soportar la carga necesaria.

– El arrastre del motor puede distorsionar el cárter y/o el cigüeñal, afectando a la biela y/o a los cojinetes de bancada.

– El rodaje en caliente, o forzar cargas excesivas, puede afectar de forma similar a los cojinetes. Siempre se deben seguir las condiciones de puesta a punto del motor y de funcionamiento y elegir los materiales de cojinetes adecuados para la aplicación.

Un vehículo que pierde aceite tiene su parte de problemas. Pero, algunos propietarios de vehículos que tienen coches o camiones que no pierden aceite están en una situación aún más potencialmente grave. Al menos el que pierde aceite le hace saber que necesita que se le añada aceite de vez en cuando, con aceite fresco que mantiene sus niveles.

El motor que parece no tener fugas puede pasar desapercibido, sin embargo, después de cierto tiempo, el aceite comienza a degradarse. Los ácidos del aceite atacan entonces la superficie de los cojinetes.

La selección adecuada de los cojinetes contribuirá en gran medida al éxito de la construcción del motor. Y la comprobación de las holguras de los cojinetes ensamblados para asegurarse de que los cojinetes no están demasiado apretados o demasiado flojos debe hacerse siempre como una comprobación final para asegurarse de que las holguras del aceite están dentro del rango deseado para el motor.

Figura 10: Cuando hay un aplastamiento excesivo, la fuerza de compresión adicional hace que el cojinete se abulte hacia dentro en las líneas de separación causando pellizcos laterales.

La atención a los procesos de mecanizado y selección de materiales en la parte delantera debería ayudar a reducir la posibilidad de que los cojinetes fallen en el camino. Pero en caso de que se produzcan esos misteriosos fallos en los rodamientos, debería ser fácil encontrar la causa.

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