Materiales para Motores de Alta Velocidad

Materiales para Motores de Alta Velocidad (0-100 kW)

• Los bloques de motor pueden ser de fundición o metal ligero.
• Las camisas o casquillos de un bloque de metal ligero requieren instalación separada, mientras que los bloques de hierro fundido no.
• Los pistones suelen ser de metal ligero, y las culatas pueden ser de metal ligero o hierro fundido.
• Los cigüeñales para motores de alta carga son frecuentemente de acero forjado de alta aleación, pero el acero al carbono normal es suficiente para motores estándar.
• Las muñequillas de biela y de bancada necesitan un endurecimiento especial.

Materiales para Motores de Alta Velocidad (100-10,000 kW)

• Los bloques de motor son más comúnmente de hierro fundido.
• Los cigüeñales también son de hierro forjado, y pueden o no ser aleados dependiendo de la carga.
• Las culatas son generalmente de hierro fundido.
• Los pistones son de metal ligero.
• La masa del pistón es importante a altas revoluciones, ya que las fuerzas de aceleración y desaceleración son mayores. Una masa menor reduce estas fuerzas.
• Los pistones de alta carga y alta velocidad son a menudo de dos componentes: la corona de hierro fundido (para cargas mecánicas y térmicas) y la falda de metal ligero (para conducción de pistón y absorción de fuerzas laterales).
• Se utilizan camisas de hierro fundido refrigeradas por agua.

Materiales para Motores de Media Velocidad (500-30,000 kW)

• Estos motores son generalmente de alta potencia y resisten grandes cargas mecánicas y térmicas.
• Se utilizan bloques de motor de aleación de hierro fundido.
• Las camisas son de fundición especial de hierro con alta resistencia y suelen tener un collar en la parte superior para absorber las altas presiones.
• El cigüeñal es de acero forjado.
• Los pistones tienen corona de fundición de hierro y faldas de fundición de hierro.
• Los cojinetes son trimetálicos.
• Las culatas son de hierro fundido o acero fundido.
• Las válvulas de admisión son de acero al carbono de alta calidad.
• Las válvulas de escape son de acero con cromo (8-12%) y silicio.
• Las válvulas de escape pueden estar rellenas con Estelita, una aleación dura y resistente al desgaste.
• Algunas válvulas son de Nimonac 80A, una aleación de níquel, cromo, titanio y aluminio que aumenta la vida útil.

Materiales para Motores de Baja Velocidad (1,500-100,000 kW)

• Estos motores son excepcionalmente grandes y pesados, y suelen ser construidos en partes.
• Muchos motores utilizan planchas de acero soldadas, con un número menor de piezas de fundición.
• El cigüeñal descansa sobre la bancada, una construcción soldada con crucetas.
• La estructura en forma de “A” del motor, construida de planchas de acero soldadas, se monta sobre la bancada.
• Las guías de las crucetas se sueldan o atornillan a las columnas de la estructura "A”.
• Las columnas de los cilindros se apoyan en las columnas principales y todas las piezas se unen con tornillos.
• La bancada, columnas y bloque de cilindros se unen verticalmente con tornillos de acero aleado de alta tensión.
• El bloque de cilindros suele ser de hierro fundido, aunque ahora se utilizan más bloques de acero fundido por su resistencia.
• Las camisas de hierro fundido se instalan en la parte inferior del bloque de cilindros.
• Las culatas de acero forjado se fijan al bloque de cilindros con largos pernos.
• La refrigeración ocurre a través de canales taladrados.
• Los pistones son de acero forjado o de fundición.
• El vástago, biela y cigüeñal están hechos de acero maleable de alta calidad.
• La lubricación es crucial.
• Se utiliza tratamiento superficial (cromo endurecido, pulverizado o súper acabado) en el acero del bulón de la cruceta para evitar el desgaste.
• Los segmentos del pistón son de hierro fundido perlítico de grano fino con una lámina de grafito, lo que aumenta su resistencia al deslizamiento.
• Las camisas son también de hierro fundido perlítico con lámina de grafito, aunque con una dureza menor que los segmentos.
• Los motores de cruceta modernos tienen válvula central de escape controlada hidraulicamente, que puede llegar a tener 40 centímetros de diámetro.
• Los materiales de la válvula central de escape son aleaciones de acero de alta calidad, recubiertas de una capa de Estelita o NIMONAC 80A.
• La cárcasa de la válvula es de hierro fundido de alta calidad.
• Los cojinetes son trimetálicos, con una tapa de acero, una capa de bronce, una barrera de níquel y metal blanco.
• El metal blanco (80% aluminio, 20% estaño) tiene buena resistencia a la fatiga y propiedades de deslizamiento.