Materiales para Motores de Alta Velocidad
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Questions and Answers

¿Qué material se utiliza para la fabricación de las camisas en estos motores?

Fundición de hierro especial.

¿Cuál es la ventaja del collar superior en el bloque motor?

Reduce el tamaño y peso del bloque.

¿De qué material está hecho el cigüeñal en estos motores?

Acero forjado.

¿Qué tipo de válvulas se utilizan para la admisión?

<p>Válvulas de acero al carbono de gran calidad.</p> Signup and view all the answers

¿Qué aleación se utiliza frecuentemente en las válvulas de escape?

<p>Armadura de acero, Estelita.</p> Signup and view all the answers

¿Qué diferencia hay entre la corrosión a alta y baja temperatura en las válvulas?

<p>La alta temperatura es causada por compuestos de sodio y vanadio, y la baja por azufre.</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de motores se describe en la CATEGORÍA IV?

<p>Motores de baja velocidad y dos tiempos.</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se construyen la mayoría de estos motores excepcionales?

<p>Con planchas de acero soldadas.</p> Signup and view all the answers

¿Qué materiales son comúnmente utilizados para la construcción de bloques motor en la categoría I?

<p>Los bloques motor en la categoría I son frecuentemente construidos de fundición o metal ligero.</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la ventaja de usar metal ligero en la construcción del motor?

<p>La ventaja del metal ligero es su menor peso en comparación con otros materiales.</p> Signup and view all the answers

¿Qué material se usa principalmente para los cigüeñales en motores de alta carga en la categoría II?

<p>Los cigüeñales en motores de alta carga son fabricados principalmente de hierro forjado.</p> Signup and view all the answers

¿Por qué es crucial la masa del pistón en motores de altas revoluciones?

<p>Una menor masa del pistón reduce las fuerzas de aceleración y deceleración en motores de altas revoluciones.</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de materiales se utilizan para los pistones en motores de la categoría II?

<p>Los pistones en la categoría II son frecuentemente hechos de metal ligero.</p> Signup and view all the answers

¿Qué material se recomienda para las válvulas de escape en motores que usan combustible HFO?

<p>La elección de materiales para las válvulas de escape debe considerar la alta carga térmica del combustible HFO.</p> Signup and view all the answers

¿Cómo son los bloques motor en la categoría III en comparación con las otras categorías?

<p>En la categoría III, los bloques motor están fabricados de aleación de hierro fundido.</p> Signup and view all the answers

¿Qué características de los pistones se destacan para motores de altas cargas y alta velocidad?

<p>Los pistones son frecuentemente de dos componentes: la corona de hierro fundido y la falda de metal ligero.</p> Signup and view all the answers

¿De qué material están hechos usualmente los segmentos del pistón?

<p>Generalmente son de hierro fundido perlítico con una lámina de grafito.</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el rango de dureza Brinell de los segmentos del pistón?

<p>La dureza está entre 2.000 y 2.400 N/mm^2.</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de válvula poseen los motores de cruceta modernos?

<p>Tienen una válvula central de escape controlada hidráulicamente.</p> Signup and view all the answers

¿Qué materiales se utilizan para las válvulas de escape en motores grandes?

<p>Usualmente son altas aleaciones de acero recubiertas con estelita.</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de cojinetes son utilizados hoy en día debido a las pesadas cargas?

<p>Se utilizan cojinetes tipo trimetales.</p> Signup and view all the answers

¿Cuáles son las capas principales de un cojinete tipo trimetales?

<p>Están compuestos por una tapa de acero, una capa de bronce, y metal blanco.</p> Signup and view all the answers

¿Qué proporción de aluminio y estaño se usa comúnmente en el metal blanco de los cojinetes?

<p>Se utiliza una proporción de 80% de aluminio y 20% de estaño.</p> Signup and view all the answers

¿Qué se añade a la aleación de aluminio en las altas cargas para mejorar su rendimiento?

<p>Se añaden elementos como silicio o zinc.</p> Signup and view all the answers

¿Qué función cumple la bancada del motor en la estructura del motor?

<p>La bancada del motor sostiene el cigüeñal y está construida con crucetas incorporadas y soportes de acero forjado.</p> Signup and view all the answers

¿Qué materiales se utilizan comúnmente para el bloque de cilindros en los motores actuales?

<p>El bloque de cilindros suele estar hecho de acero fundido debido a sus propiedades mecánicas superiores.</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la función de los pernos en la fijación de las culatas al bloque de cilindros?

<p>Los pernos aseguran las culatas al bloque de cilindros, manteniendo la presión y el sellado adecuados.</p> Signup and view all the answers

¿Por qué es importante la lubricación en los motores de dos tiempos?

<p>La lubricación es crucial para reducir el desgaste de los cojinetes, que están siempre sometidos a grandes esfuerzos.</p> Signup and view all the answers

¿Qué tratamiento se aplica al acero del bulón de la cruceta para prevenir el desgaste?

<p>Se puede aplicar un tratamiento superficial como una placa de cromo endurecido o un super acabado.</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la función de los canales taladrados en las camisas y culatas del motor?

<p>Los canales taladrados permiten la refrigeración de las camisas y culatas del motor.</p> Signup and view all the answers

¿Qué tipo de acero se utiliza generalmente para la biela y el cigüeñal en motores de alta calidad?

<p>Se utiliza acero maleable de alta calidad para la biela y el cigüeñal.</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la principal diferencia entre los motores de cuatro tiempos y los motores de dos tiempos en términos de revoluciones?

<p>Los motores de dos tiempos no tienen revoluciones 'muertas', lo que significa que están siempre en movimiento.</p> Signup and view all the answers

Study Notes

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.

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Este cuestionario explora los materiales utilizados en la fabricación de motores de alta velocidad, abarcando rangos de potencia de 0-100 kW y 100-10,000 kW. Analiza las diferencias entre los tipos de bloques de motor, pistones y culatas, así como los requisitos de endurecimiento para componentes específicos. Ideal para estudiantes de ingeniería mecánica o entusiastas de la automoción.

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