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Questions and Answers
¿Qué metal se utiliza comúnmente en la capa deslizante del cojinete?
¿Cuál es la categoría de motores de combustión interna que tiene la mayor potencia?
¿Qué tipo de bloques de motor no requieren camisas o casquillos instalados por separado?
¿De qué material se fabrican comúnmente los cigüeñales para motores estándares?
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¿Qué tipo de culatas se utilizan generalmente en los motores de categoría II?
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¿Cuál es la importancia de la masa del pistón en motores de alta velocidad?
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¿Qué tipo de cigüeñales se utilizan en motores de categoría III?
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¿Qué materiales son comunes en la fabricación de pistones en motores de categoría I?
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¿Qué tipo de material se utiliza más comúnmente para los bloques en motores de baja velocidad (categoría IV)?
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¿Cuál es la función principal de las camisas en motores de alta velocidad (categorías I y II)?
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¿Qué tipo de válvulas se utilizan en motores de media velocidad (categoría III) para la admisión?
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¿Qué material se utiliza en la corona de los pistones en los motores de media velocidad?
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¿Cuál de los siguientes es un material utilizado para los cigüeñales en motores de alta velocidad (categorías I y II)?
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¿Qué caracteriza a los bloques en la categoría III de motores de media velocidad?
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¿En qué tipo de material están generalmente construidas las culatas en los motores de baja velocidad (categoría IV)?
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¿Cuál es la función de los segmentos del pistón en motores de baja velocidad (categoría IV)?
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¿Qué característica de los pistones en motores de alta velocidad y carga ayuda a absorber fuerzas laterales?
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¿Cuál es el material característico de las válvulas de escape en motores de categoría IV?
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¿Qué tipo de cojinetes se utilizan en motores de categoría III?
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¿Qué propiedades poseen los segmentos del pistón en motores de categoría IV?
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¿Qué tratamiento se utiliza en el bulón de la cruceta en motores de dos tiempos?
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¿Cuál es la función del uso de HFO (fuel oil pesado) en motores de categoría III?
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¿Qué tipo de refrigeración se utiliza en algunos motores?
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¿Qué tipo de análisis se realiza respecto a la durabilidad de las válvulas de escape?
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¿Qué material se utiliza en los cigüeñales de categoría II para motores de alta carga?
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En qué categoría se encuentran las válvulas de admisión hechas de acero al carbono de alta calidad?
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¿Cuál es el material que se utiliza en los pistones de categoría III para manejar altas cargas térmicas y mecánicas?
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¿Qué tipo de válvulas emplean altas aleaciones de acero y un recubrimiento de estelita?
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¿Qué tipo de cojinete se clasifica en categoría IV?
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¿Cuál es la razón principal para prestar especial atención a la lubricación en motores de dos tiempos?
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¿Qué compuesto corrosivo se asocia con la corrosión a baja temperatura en motores?
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¿Qué tipo de material se utiliza en las camisas para asegurar buenas propiedades de deslizamiento?
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Study Notes
Materiales para Motores de Combustión Interna
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La capa deslizante del cojinete, a menudo conocida como metal blanco, está compuesta por una aleación de aluminio y estaño (80% / 20%).
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Los motores de combustión interna se clasifican en cuatro categorías según la velocidad, el tiempo, el tipo de combustible y la potencia:
- Categoría I: Alta velocidad, cuatro tiempos, MDO (Aceite Diesel Marino), de 0 a 100 kW.
- Categoría II: Alta velocidad, cuatro tiempos, MDO, de 100 a 10,000 kW.
- Categoría III: Media velocidad, cuatro tiempos, HFO (Fuel Oil Pesado), de 500 a 30,000 kW.
- Categoría IV: Baja velocidad, dos tiempos, HFO, de 1,500 a 100,000 kW.
Bloques de Motor
- Categoría I y II: Los bloques de motor pueden estar hechos de fundición o metal ligero. Los bloques de metal ligero son más ligeros, pero requieren camisas o casquillos instalados por separado. En bloques de hierro fundido, no se requiere una camisa independiente.
- Categoría III: Los bloques de motor suelen estar fabricados de aleación de hierro fundido, frecuentemente nodular con magnesio, ofreciendo alta resistencia a la tracción.
- Categoría IV: Los bloques de cilindros de estos motores suelen ser de acero fundido, con camisas de hierro fundido instaladas en la parte inferior.
Cigüeñales
- Categoría I: Los cigüeñales para motores de altas cargas se fabrican de acero forjado de alta aleación. Para motores estándares, el acero al carbono normal es suficiente.
- Categoría II: Los cigüeñales suelen estar hechos de hierro forjado, con aleaciones si es necesario según la carga.
- Categoría III: Los cigüeñales son de acero forjado.
- Categoría IV: Los cigüeñales se apoyan sobre la bancada del motor, una construcción soldada con crucetas incorporadas.
Culatas
- Categoría I: Las culatas pueden estar hechas de metal ligero o hierro fundido.
- Categoría II: Las culatas se fabrican generalmente de hierro fundido.
- Categoría III: Las culatas pueden ser de hierro fundido o acero fundido, especialmente si las válvulas de escape están muy cargadas.
- Categoría IV: Las culatas de acero forjado se fijan al bloque de cilindros mediante pernos largos.
Pistones
- Categoría I: Los pistones se fabrican con frecuencia de metal ligero.
- Categoría II: Los pistones son de metal ligero. La masa del pistón es importante en motores de alta velocidad, ya que las fuerzas de aceleración y desaceleración afectan las partes móviles. Un pistón más ligero reduce esas fuerzas. En motores de alta velocidad y carga, los pistones se diseñan con dos componentes: corona de hierro fundido para resistir altas cargas térmicas y mecánicas, y falda de metal ligero para facilitar el movimiento y la absorción de fuerzas laterales.
- Categoría III: Los pistones tienen corona de hierro fundido y faldas de hierro fundido.
- Categoría IV: Los pistones están hechos de acero forjado o fundido, debido a las altas cargas térmicas y mecánicas.
Válvulas
- Categoría I: No se menciona específicamente, pero es probable que se utilicen materiales de acero al carbono y aleaciones de acero para válvulas de admisión y escape.
- Categoría III: Las válvulas de admisión suelen ser de acero al carbono de alta calidad. Las válvulas de escape requieren acero con alto contenido de cromo (8-12%) y silicio para resistir la corrosión. Las válvulas de escape pueden tener armadura de Estelita, una aleación resistente al desgaste. También se puede usar Nimonac 80A, una aleación de níquel costosa, pero con mayor duración.
- Categoría IV: Las válvulas de escape son generalmente de acero aleado, con recubrimiento de Estelita y materiales como NIMONAC 80A.
Cojinetes
- Categoría III: Se utilizan cojinetes trimetálicos tanto en la muñequilla de biela como de bancada.
- Categoría IV: Los cojinetes de las crucetas están sujetos a grandes esfuerzos en los motores de dos tiempos. Se utilizan cojinetes trimetálicos para soportar altas cargas. Los cojinetes trimetálicos están compuestos por una tapa de acero con capas de bronce, níquel y metal blanco (aluminio y estaño).
Segmentos del Pistón
- Categoría IV: Los segmentos del pistón suelen ser de hierro fundido perlítico de grano fino con una lámina de grafito, lo que les da buenas propiedades de deslizamiento. Son más duros que las camisas de hierro fundido perlítico.
Otras Consideraciones
- Categoría III: El uso de HFO (fuel oil pesado) requiere materiales resistentes a la corrosión a alta temperatura.
- Categoría IV: Los motores de dos tiempos requieren lubricación especial debido a la falta de revoluciones "muertas". Se utilizan tratamientos superficiales en el bulón de la cruceta para prevenir el desgaste prematuro.
- Refrigeración: Los motores utilizan diferentes métodos de refrigeración: camisas y culatas refrigeradas por agua, galerías de refrigeración en la fundición u orificios taladrados.
Materiales para Motores de Alta Velocidad (Cuatro Tiempos)
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Categorías I y II (0-10,000 kW):
- Bloques: Fundición o metal ligero (I). Hierro fundido (II) para mayor potencia.
- Camisas: Separadas en motores de metal ligero; integradas en bloques de hierro fundido (I).
- Pistones: Metal ligero (I y II). Dos componentes (II) para alta velocidad, corona de hierro fundido para resistencia térmica.
- Cigüeñales: Acero forjado de alta aleación (I), acero al carbono (I), hierro forjado (II).
- Culatas: Metal ligero o hierro fundido (I), hierro fundido (II).
Materiales para Motores de Media Velocidad (Cuatro Tiempos)
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Categoría III (500-30,000 kW):
- Bloques: Aleación de hierro fundido con magnesio, resistencia a la tracción.
- Camisas: Hierro fundido, collar para resistir altas presiones.
- Cigüeñales: Acero forjado.
- Pistones: Corona de hierro fundido, falda de metal ligero.
- Culatas: Hierro fundido o acero fundido.
- Válvulas: Acero al carbono (admisión), acero con alto contenido de cromo (escape), Estelita (relleno de escape), Nimonac 80A (válvulas de escape).
Materiales para Motores de Baja Velocidad (Dos Tiempos)
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Categoría IV (1,500-100,000 kW):
- Bloques: Acero fundido (más comúnmente), Hierro fundido.
- Camisas: Hierro fundido.
- Culatas: Acero forjado.
- Pistones: Acero forjado o fundido.
- Vástagos, Biela y Cigüeñal: Acero maleable.
- Crucetas: Acero forjado.
- Bancada: Acero soldado.
- Segmentos del Pistón: Hierro fundido perlítico con lámina de grafito.
- Válvulas de Escape: Acero de alta aleación recubierto de estelita.
- Cojinetes: Trimetales (acero, bronce, níquel, metal blanco).
Materiales de Motores de Combustión Interna
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Bloques de motor:
- Categoría I (0-100 kW): Frecuentemente fabricados de fundición o metal ligero. Los bloques de metal ligero requieren camisas o casquillos instalados separadamente.
- Categoría II (100-10,000 kW): Utilizan bloques de hierro fundido con mayor frecuencia.
- Categoría III (500-30,000 kW): Fabricados de aleación de hierro fundido, a menudo fundición nodular con magnesio para alta resistencia a la tracción. Las camisas son de fundición de hierro especial con un collar superior para absorber altas presiones.
- Categoría IV (1,500-100,000 kW): Construidos con planchas de acero soldadas o fundición. El bloque de cilindros es usualmente de hierro fundido, pero actualmente se prefiere acero fundido.
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Cigüeñales:
- Categoría I: Acero al carbono, con muñequillas endurecidas. En motores de altas cargas, se utiliza acero forjado de alta aleación.
- Categoría II: Hierro forjado, potencialmente aleado, dependiendo de la carga.
- Categoría III: Acero forjado.
- Categoría IV: Acero maleable de alta calidad, con especial atención en el cigüeñal.
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Culatas:
- Categoría I: Metal ligero o hierro fundido.
- Categoría II: Generalmente hierro fundido.
- Categoría III: Hierro fundido o acero fundido, especialmente cuando las válvulas de escape están muy cargadas.
- Categoría IV: Acero forjado.
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Pistones:
- Categoría I: Metal ligero.
- Categoría II: Metal ligero, la masa es importante.
- Categoría III: Corona de hierro fundido para altas cargas térmicas y mecánicas, falda de metal ligero para una buena conducción.
- Categoría IV: Acero forjado o fundido, por las altas cargas.
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Válvulas de escape:
- Categoría III: Acero con alto grado de cromo (8-12%) y silicio, a veces con armadura de estelita (aleación resistente al desgaste) o Nimonac 80A (aleación de níquel).
- Categoría IV: Altas aleaciones de acero con recubrimiento de estelita; aleación NIMONAC 80A también es usada.
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Válvulas de admisión:
- Categoría III: Acero al carbono de alta calidad.
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Cojinetes:
- Categoría III: Trimetálicos, capa de acero, bronce, barrera de níquel y metal blanco (principalmente aluminio con estaño).
- Categoría IV: Trimetálicos, para soportar altas cargas.
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Otros:
- Camisas: Hierro fundido con grafito, para buenas propiedades de deslizamiento.
- Segmentos del pistón: Hierro fundido perlítico de grano fino con grafito, para buenas propiedades de deslizamiento.
- Lubricación: Los motores de dos tiempos requieren especial atención en la lubricación debido a que no tienen revoluciones "muertas", lo que expone los cojinetes a esfuerzos constantes.
- Corrosión a Alta Temperatura: Causada por depósitos pegajosos de sodio y vanadio en el combustible, altamente corrosivos.
- Corrosión a Baja Temperatura: Causada por azufre, principalmente en el combustible a cargas bajas.
- Motores de Cruceta: Los motores de dos tiempos de alta potencia a menudo presentan una construcción de cruceta, donde una serie de crucetas y sus cojinetes conectan el cigüeñal con las bielas.
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