Rectificado de la Tapa de Cilindro

La tapa de cilindros se construye casi siempre de fundición de hierro o aluminio aleado con algunos otros materiales que añaden particularidades de resistencia, rigidez y conductividad térmica. Es una pieza que está expuesta a altas temperaturas y altas presiones que crean dilataciones, seguido de las contracciones cuando se enfría el motor una vez detenido. Pueden crearse deformaciones, grietas y causar fallas en el motor.

La tapa es una pieza importante y de precio alto, por consiguiente, se debe proceder a su rectificado si el fabricante lo aconseja. La verificación de la superficie de apoyo con el bloque se hace mediante una regla y juego de zondas de espesores calibrados, se verifica que el alabeo es menor a 0.05 milímetros. Si se encuentran deformaciones se debe proceder al rectificado teniendo cuidado de sacar la mínima cantidad de material.

Cambio de Guía de Válvula:

1. Limpiar la zona adyacente a la guía antes de intentar la extracción.
2. Evitar cualquier daño al alojamiento al extraer la guía, para mantener intactas las condiciones originales entre guía y tapa de cilindros.
3. El sentido de extracción de la guía debe ser de la parte superior de la tapa hacia la cámara de combustión (salvo las guías para seguro de acero). Considerando que las guías están adheridas por temperatura y enfriamiento se debe tener en cuenta:

En tapa de aluminio:

Se deben dar a la tapa entre 100 y 130 grados, la temperatura facilita la extracción de la guía.

En tapas de fundición:

Perforar la guía dos milímetros menos que el diámetro del alojamiento, cortar la parte sobresaliente de la misma. Utilizar una prensa hidráulica para extraer la guía.

4. Instalar la guía utilizando una prensa hidráulica, si es posible enfriar la guía para lograr su contracción y facilitará el montaje.
5. Cuando está dañado el alojamiento de la guía, alesar el orificio, instalar en el mismo guías súper medida adecuadas en su diámetro en su diámetro exterior.

Ajustar el diámetro interior, los trabajos a realizar son:

1. Debemos calibrar el orificio de la guía a la medida correcta, respetando el valor del huelgo (luz vástago – guía) establecida en los manuales técnicos.
2. Utilizar escariadores especiales: de acuerdo al diámetro del vástago de la válvula más el valor del huelgo, estos se fabrican en medida estándar o súper medida de acuerdo al diámetro del vástago.
3. Esta herramienta escariador en lo posible se debe usar en forma mecánica tratando de conseguir una perpendicularidad y concentricidad adecuada con el asiento. Evitar el uso del escariador manualmente.
4. Es importante controlar medida y redondez del orificio de la guía y la rectitud en el largo de la misma. Si la concentricidad y la perpendicularidad del asiento resulta incorrecta será defectuosa la estanquidad del asiento de válvula.

Instalación de Casquillo de Válvulas:

1. Para extraer los asientos de válvulas podemos emplear una válvula del mismo diámetro de vástago y menor cabeza, se suelda esta al casquillo y se presiona dicho vástago con la prensa hidráulica hacia la cámara de compresión.
2. Verificar el estado de los alojamientos de asientos: especialmente en su base sobre todo el de escape, si es necesario mecanizar el alojamiento, evitar la rugosidad en las paredes y base de contacto.
3. Verificar las medidas con instrumentos de medición para asegurar una correcta interferencia entre asiento y cavidad. Ante la falta de tiraje no pegar el casquillo con adhesivo, este provocará aislamiento y dificultad de disipación de calor.
4. De la misma manera el extremo de apoyo vástago-balancín, por su desgaste se rectifica. Como existen diseños que poseen stellite en el extremo, o temple en la punta, esta puede traer aparejado:

• Pérdida de capa endurecida por temple o stellite.
• Falta de perpendicularidad de la punta del vástago.
• Incorrecta rugosidad del extremo vástago-apoyo balancín.

5. Los reconstructores de motores generalmente pueden recuperar por rectificado la punta de la válvula y su asiento.
6. Existe la posibilidad de falla por debilitamiento estructural, alabeo, mal asentamiento, distorsión, soplado, quemado que son posibles deterioros de la válvula en sí.

Válvula con Vástago Cónico:

El excesivo calor que puede llegar a comprometer el funcionamiento de un motor a combustión interna, es la inquietud constante de buena parte de la industria automotriz, las soluciones pueden responder a cambiar de diseños, nuevos tratamientos térmicos o utilización de nuevos materiales. Es necesario una buena y rápida extracción del exceso de calor, de no ocurrir genera un aumento de la temperatura en la cabeza de la válvula.

Esta situación fue el motivo de una serie de estudios para evitar el problema, algunos constructores optaron por el cambio de diseño del vástago fabricado cónico. Los vástagos cónicos se emplean frecuentemente en válvulas de escape que son más propensos a presentar desgaste de vástago. Valor de conicidad: 0.020-0.025.

Asentamiento de las Válvulas

La cabeza de la válvula de escape es la que está más comprometida y acumula mucho más calor que la cabeza de la válvula de admisión, esta es refrigerada en parte por la mezcla aire-combustible. Aproximadamente el 76% del calor que recibe la válvula se acumula en la cabeza y el 24% se transmite al vástago. A medida que las rpm aumentan los golpes de calor suceden con más frecuencia. Debemos conseguir disipar la excesiva temperatura. Esto se logra a través del contacto uniforme de toda la superficie del asiento con el casquillo y el giro constante de la válvula sobre su propio eje. Es importante evitar que la temperatura en la cabeza de la válvula de admisión supere los 350 grados y en escape los 750 a 850 grados. De no conseguir esto origina:

Distorsiones, mayores dilataciones ocasionando interferencias entre vástago y guía con posibilidad de engrane, pérdida de la película de lubricación con posibilidad de agarre, fatiga térmica.

Asentamiento por esmerilado: antiguamente se maquinaba el casquillo de la tapa de cilindros o el bloque con fresas o piedras y se utilizaba el método de esmerilado para hermanar el asiento el asiento y el casquillo. El método de esmerilado aún no ha caído en desuso a pesar de los problemas que originan:

1. Adquieren una forma irregular e intestable.
2. La forma resultante de la superficie de apoyo no bastan para asegurar una buena transferencia de calor.
3. El contacto entre asientos será deficiente y provocará fallas durante el funcionamiento.

Para mejorar las condiciones de contacto los fabricantes han abandonado este método reemplazándolo por el alesado de los mismos, el proceso consiste en retocar los asientos con máquinas especiales a una diferencia de 0º 30 minutos a 1º 00 minutos entre los mismos.

Reemplazar Válvulas Usadas por Otras Nuevas:

1. El rectificado de la válvula reduce el espesor de margen de cabeza, este espesor queda fuera de la tolerancia mínima.
2. Normalmente en los talleres de rectificación no se controla la concentricidad del asiento logrado ya que suponen este bajo control después del maquinado.
3. No se debe transformar el asiento original de una válvula de 45º en 30º o de 30º en 20º.
4. De ser posible se sugiere enfriar el casquillo con nitrógeno no líquido para realizar un buen montaje, evitar el arrastre de virutas o falta de perpendicularidad con el eje geométrico de la guía.

Controles Antes de Montar la Válvula

1. Asegurarse que exista una concentricidad correcta de asiento con el eje de la guía, utilizando un dispositivo comparador, la concentricidad defectuosa o fuera de tolerancia origina la quebradura de la válvula.
2. Una vez que se han mecanizado los elementos de la tapa de cilindro, en los motores que corresponde, nafteros de elevada compresión o diésel, se verifica la altura de la cabeza de la válvula con respecto al eje del vástago. De manera que cuando la válvula comienza a martillar al casquillo, la equidistancia es siempre buena sin necesidad de hermanado con esmeril.