Actividad entregable 1. Tecnología de los Materiales Automotrices PDF

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SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL

PLAN DE TRABAJO DEL ESTUDIANTE

TRABAJO FINAL DEL CURSO

PROYECTO PLANTEADO EN TERMINO DE PROBLEMA El propietario de un vehículo, se contacta con el taller mecánico debido a que su vehículo se detuvo en plena carretera, el técnico solicita información del funcionamiento, y los antecedentes al problema, el propietario menciona que el vehículo hace dos días salió de reparación de otro taller y estaba todavía probando el motor después de la reparación, el técnico sugiere no poner en marcha el motor y remolcarlo hasta el taller. Después de haber analizado, desmontado, desarmado el motor y realizado una profunda verificación y comprobación, el mecánico argumenta que el motor se ha gripado por sobrecalentamiento que puede ser por la baja calidad del material de las piezas cambiadas, incluso encontró componentes no originales y posiblemente sean de segunda mano. Se solicita elaborar un informe técnico y un procedimiento del análisis y reconocimiento de los materiales usados en los componentes del motor.

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1. INFORMACIÓN GENERAL Apellidos y Nombres:

CASTRO QUISPE ITHAMAR SAUL

ID:

Dirección Zonal/CFP:

LIMA CALLAO/ HUAURA

Carrera:

MECANICO AUTOMOTRIZ

Curso/ Mód. Formativo

TECNOLOGÍA DE LOS MATERIALES AUTOMOTRICES

Tema del Trabajo:

PROYECTO DE GRIPADO DE MOTOR

1300053

Semestre:

II

2. PLANIFICACIÓN DEL TRABAJO N°

ACTIVIDADES/ ENTREGABLES

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TAREA TR1

2

TAREA TR2

CRONOGRAMA/ FECHA DE ENTREGA 15/4 30/5

3. PREGUNTAS GUIA Durante la investigación de estudio, debes obtener las respuestas a las siguientes interrogantes: Nº 1 2

PREGUNTAS

¿Cómo se clasifican las propiedades de los materiales? ¿Qué diferencia hay entre materiales férreos y no ferrosos?

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¿Cuáles son las características de los materiales metálicos no férreos?

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¿Qué son los materiales plásticos y qué aplicaciones tienen en la actualidad en el campo automotriz?

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Realizar un listado de los componentes del motor mencionando de que material están fabricados.

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INFORMACIÓN MARCO TEÓRICO CONCEPTUAL

GRIPADO DEL MOTOR El gripado es la avería mas seria a la que puede enfrentarse el motor de nuestro automóvil ya que puede acabar con el mismo. El gripado consiste en el agarrotamiento de una pieza o más de un móvil, por una dilatación excesiva causada por un aumento de temperatura, y que suele tener su origen en un rozamiento excesivo. Cuando la temperatura se eleva en exceso, los motores de combustión interna pueden sufrir la fusión de algunos de sus componentes metálicos, los cuales pierden gran parte de su movilidad. Las superficies metálicas de algunas piezas móviles del motor están sujetas a una fricción constante que termina por desgastar su forma original, sin importar la calidad y/o mantenimiento de los componentes, esas rozaduras generan, a su vez, un calor que provoca la dilatación del metal de dichas piezas. Los sistemas de refrigeración y lubricación resultan fundamentales para controlar que las rozaduras entre componentes fijos y móviles no deriven en una adhesión de unas con otras.

CAUSAS DE UN MOTOR GRIPADO

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TRABAJO FINAL DEL CURSO El caso de gripado más típico afecta a pistones y cilindros o, siendo más concisos, a la camisa que recubre los segundos. También están muy expuestas al gripaje las válvulas (a sus guías). Los cojinetes del cigüeñal (a las bielas) e incluso el cambio (al diferencial).

Principalmente, un motor gripado termina de esa guisa debido a uno o varios motivos: ❖ Mala lubricación: Falta de presión o pérdida de cualidad y/o viscosidad del aceite. ❖ Refrigeración pobre: Bajo nivel de agua en el motor o avería del sistema refrigerador. ❖ Fallo del segmento de compresión: Por rotura de la capa de lubricante entre los dos elementos. Lo que aumenta el desgaste por roce. ❖ Desequilibrio de las bielas: Si el cigüeñal no está bien equilibrado, el cilindro desgastará aún más uno de los lados del pistón.

SÍNTOMAS Al tratarse de una avería que se produce estando en marcha, el principal síntoma de un motor gripado es la pérdida de potencia y disminución de la velocidad mientras el motor se vuelve más ruidoso y emite un sonido metálico similar al repique de campanas.

MANERAS DE EVITARLO Se debe prestar atención al líquido refrigerante, además de controlar el nivel de aceite. Si no hay refrigerante suficiente o el electroventilador y/o el termostato no funcionan bien. El calor generado no se disipará debidamente y la temperatura se elevará hasta el sobrecalentamiento: y si la cantidad de aceite es insuficiente, se agarrotarán la camisa y los pistones.

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TRABAJO FINAL DEL CURSO Es imprescindible recordar a automovilistas e incluso profesionales del mantenimiento que controlar los sistemas de lubricación y refrigeración es la manera más efectiva de prevenir el gripaje del motor del vehículo. Otras maneras de proteger el motor consisten en evitar aceleraciones bruscas en frío, controlar el avance de encendido para evitar calentones. Comprobar el estado de los cojinetes del cigüeñal (para un buen juego entre cilindro y pistón) y revisar que los manguitos no presentan fugas.

CAUSAS DEL RECALENTAMIENTO DE UN MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA La mayoría de los motores están diseñados para funcionar dentro de un rango de temperatura normal de aproximadamente 90ºc a 105ºC, o 195 a 220ºF, una temperatura de operación relativamente constante es esencial para el control adecuado de las emisiones, la buena economía de combustible y el rendimiento, pero pueden surgir problemas que hacen que el motor funcione mas de lo normal lo que resulta un recalentamiento del motor. Puede ser causado por cualquier cosa que disminuya la capacidad del sistema de enfriamiento para absorber, transportar y disipar el calor: un bajo nivel de refrigerante, una fuga de refrigerante internas o externas, una mala conductividad del calor debido a los depósitos acumulados en las camisas de agua. Un termostato defectuoso que no se abre, flujo de aire deficiente atreves del 6

TRABAJO FINAL DEL CURSO radiador, un embregue del ventilador deslizante, un ventilador de enfriamiento eléctrico que no funciona, una manguera del radiador inferior colapsada, un impulsor de bomba de agua erosionado o suelto, o incluso una tapa defectuoso del radiador.

POSIBLES CONSECUENCIAS DEL SOBRECALENTAMIENTO

Si el motor se está sobrecalentando, puede comenzar a detonar, el motor puede empezar a vibrar y perder potencia. Si la denotación continúa, puede dañar los anillos, los pistones y/o cojinetes de biela. El sobrecalentamiento también puede causar rayaduras de pistón, a medida que el motor se calienta más y más, los pistones pueden hincharse hasta el punto en que ya no hay espacio para la expansión y se raspan contra los cilindros, dañando los pistones y los cilindros. Las válvulas de escape también pueden adherirse o desgastarse en sus guías, esto puede dañar las válvulas, guías y conducir a una pérdida de compresión. Otra consecuencia del sobrecalentamiento del motor puede ser una junta de cabeza dañada. El calor hace que el aluminio se hinche casi tres veces más rápido que el hierro fundido. El vapor que se genera dentro del sistema de refrigeración también puede dañar los radiadores con tanques de extremo de plástico. Una señal de advertencia caliente nunca debe ser ignorada. En caso de pérdida de refrigerante, la mayoría de los motores sufrirán daños graves si se sobrecalientan. A la primera señal de sobrecalentamiento. Apague el motor, déjelo enfriar e intente encontrar y arreglar la causa antes de arriesgarse a seguir viajando.

¿QUE SE DEBE REVISAR? 7

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Termostato defectuoso: El sobrecalentamiento severo del motor a menudo puede dañar el termostato. Por lo tanto, si el motor se ha sobrecalentado debido a otro problema, el termostato debe probarse o remplazarse antes de que el motor vuelva a funcionar.

Fugas en el sistema de refrigeración: La pérdida más común de refrigerante debido a una fuga de refrigerante es probablemente la causa más común de sobrecalentamiento del motor. Los posibles puntos de fuga incluyen mangueras, el radiador, el núcleo del calentador, la bomba de agua, la carcasa del termostato, la junta de la cabeza, los tapones de congelación, el enfriador de aceite de la transmisión automática, la culata del del cilindro y el bloque.

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TRABAJO FINAL DEL CURSO Junta de cabeza con fugas: Una junta de cabeza con fugas puede permitir que el refrigerante se filtre en los cilindros o el cárter del motor. Los síntomas incluyen una pérdida de refrigerante sin fugas externas visibles y vapor blanco en el escape, especialmente después de reiniciar el motor cuando se ha sentado durante un tiempo.

El ventilador no funciona: con los ventiladores mecánicos, la mayoría de los problemas de sobrecalentamiento del motor son causados por un embrague del ventilador defectuoso.

Bomba de agua con fugas: En algunos casos, una bomba puede hacer que un motor sobre caliente si las paletas del impulsor están muy erosionadas debido a la corrosión o si el impulsor se ha soltado del eje. La bomba incorrecta también puede causar un sobrecalentamiento del motor.

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Banda que resbala en la polea: Una banda suelta que se desliza puede evitar que la bomba de agua circule el refrigerante lo suficientemente rápido y/o el ventilador gire rápidamente para un enfriamiento adecuado.

Manguera tapada: Una manguera pellizcada (superior o inferior) y bloquea el flujo de refrigerante cuando el motor está en marcha puede causar el sobrecalentamiento del motor.

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Frenos atascados: Un caliper de freno de disco que se pega o un freno de estacionamiento que no se libera puede hacer que el motor trabaje mas de lo normal para superar la fricción. Revise los frenos y repárelos según sea necesario.

Trabajo excesivo del motor: Los sistemas de enfriamiento de un automóvil de pasajeros de hoy en día son marginales y tienen poca capacidad adicional para manejar el calor adicional generada por la conducción a alta velocidad en climas cálidos. Remplazar el radiador original por un radiador más grande o más grueso puede mejorar la capacidad de enfriamiento.

http://www.e-auto.com.mx/enew/index.php/85-boletines-tecnicos/7108sobrecalentamiento-del-motor-causas-y-soluciones

MATERIALES DE FABRICACIÓN DE LOS PISTONES 11

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Se denomina pistón a uno de los elementos básicos del motor de combustión interna. Los pistones de motores de combustión interna tienen que soportar grandes temperaturas y presiones, además de velocidades y aceleraciones muy altas. El aluminio es el material base utilizado para la construcción de losa pistones. Las aleaciones de aluminio empleadas normalmente para la construcción de pistones pueden clasificarse en 3 categorías: aluminio-cobre, aluminio- cobre- níquel (o hierro) y aluminio- silicio. Las aleaciones más empleadas son las últimas, puesto que ofrecen óptima resistencia mecánica y coeficiente de dilatación bajo, junto con elevado coeficiente de conductibilidad térmica. https://www.google.com/search?hl=es419&q=Material+de+los+anillos+del+pist%C3%B3n&sa=X&ved=2ahUKEwj3iPDqwtnvAhU Sd98KHdTNAqcQ1QIwEXoECBMQAQ&biw=1366&bih=667

MATERIALES DE FABRICACIÓN DE LOS ANILLOS No es posible utilizar anillos hecho de hierro fundido o materiales de acero inmediatamente después de la producción. La tendencia a la corrosión debido a la dificultad de las condiciones de trabajo y la estructura natural del material crea serios problemas en términos de vida. Para superar estos problemas y prolongar la vida útil de los anillos, se aplican varios revestimientos a las superficies del pistón. El tipo más común de recubrimiento utilizado para eliminar estas desventajas es el cromado. Sin embargo, en estas duras

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TRABAJO FINAL DEL CURSO condiciones, el cromado no es suficiente. Algunos otros recubrimientos comunes utilizados después del cromado son: estaño, molibdeno, níquel, fosfato y nitrato.

MATERIALES DE FABRICACIÓN DE LOS COJINETES DE BIELA Y BANCADA Un cojinete es la pieza o conjunto de ellas sobre las que se soporta y gira el árbol transmisor de momento giratorio de una máquina. De acuerdo con el tipo de contacto que exista entre las piezas (deslizamiento o rodadura), el cojinete puede ser un cojinete de deslizamiento o un rodamiento. Los cojinetes en el motor del automóvil, los encontramos en general, en los puntos de apoyo de las bancadas, las bielas, el árbol de levas y el cigüeñal. Existen diversos materiales utilizados para su fabricación, por ejemplo: ➢ los cojinetes de biela y bancada están compuestos por un respaldo de acero con un elevado modulo elástico que garantiza un asiento seguro sobre su alojamiento y además una o varias capas antifricción superpuestas que deben poseer la resistencia suficientemente elevada para cumplir su función y causar una buena adherencia entre si y con el respaldo de acero. ➢ Cojinetes de rosado fundido: El material antifricción en la capa intermedia del cojinete es una mezcla heterogénea de bronce al plomo de grano fino y exento de poros, donde el plomo que actúa como antifricción debe estar ubicado en la zona de rozamiento con el muñón lejos del respaldo de acero con el cual no se adhiere. Estos cojinetes son ideales para motores Diesel turbo sobrealimentados. ➢ Cojinetes de aluminio estaño 20%: Se logran alcanzar propiedades mecánicas que superan en un 80% la capacidad de carga del metal blanco (Babbit), su resistencia 13

TRABAJO FINAL DEL CURSO a la fatiga es muy elevada, siendo muy utilizados en todos los motores nafteros y Diesel ligeros actuales. ➢ Material sinterizado: Este material es empleado en la construcción de bujes en general muy resistente a los golpes y elevada capacidad de carga. Es utilizado en bujes de balancines, arandelas axiales sometidas a alto impacto, caja de velocidades y pernos de pistón de motores. ➢ Bimetálicos: Usa mezcla de capas de aluminio superpuestas sobre acero. Se utilizan en motores con cargas de trabajo medianas ofreciendo larga duración. ➢ Trimetálicos: están diseñados con aleaciones de tres metales el cobre, el plomo, y el acero. Son altamente resistentes a la fatiga, pero menos resistentes a los daños producidos por efecto de la corrosión. Estos cojinetes son utilizados en motores de trabajo pesado. https://www.google.com/search?q=cojinetes+de+biela+y+bancada&hl=es419&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=2ahUKEwjUcb3z9rvAhUUSzABHbkpA2AQ_AUoAXoECAEQAw&biw=1366&bih=667#imgrc=KsWNlhlk n7sgjM MATERIALES DE FABRICACIÓN DE LOS PINES DE BIELA El material del que se fabrican es una aleación de acero, titanio o aluminio. En la industria automotor suelen ser piezas forjadas, aunque algunos fabricantes las producen mediante mecanizado. MATERIALES DE FABRICACIÓN DE LAS BIELAS Es un elemento formado por dos o mas materiales el cual soporta cargas y velocidades; protege y permite el giro libre y silencioso del cigüeñal o árbol de levas. El material con el cual fue fabricado la pieza podría ser un acero microaleado al Vanadio, Titanio o Niobio. 14

TRABAJO FINAL DEL CURSO Los aceros microaleados con V tienen una estructura de grano fino, un moderado endurecimiento por precipitación y una mayor resistencia mecánica que un acero con % de C similar.

MATERIALES DE FABRICACIÓN DE CIGÜEÑALES El cigüeñal recoge y transmite al cambio la potencia desarrollada por cada uno de los cilindros en un motor de combustión interna. El material empleado generalmente para la construcción del cigüeñal es de acero al carbono; en los casos de mayores solicitaciones se emplean aceros especiales al CromoNíquel o al Cromo -Molibdeno-Vanadio tratados térmicamente.

https://www.ecured.cu/Cig%C3%BCe%C3%B1al#:~:text=cojinetes%20de%20bancada.,Fabricaci%C3%B3n,%2Dmolibdeno%2D%20vanadio%20tratados%20t%C3%A9rmicame nte.

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HOJA DE RESPUESTAS A LAS PREGUNTAS GUÍA 1. ¿Cómo se clasifican las propiedades de los materiales? Los materiales se clasifican según su carácter metálico y según su origen: ➢ Según su carácter metálico: materiales metálicos y materiales no metálicos. ➢ Según su origen: materiales naturales y materiales artificiales. 2.

¿Qué diferencia hay entre materiales férreos y no ferrosos?

Los metales férreos: son aquellos metales que contienen hierro como componente principal y sus principales características son su gran resistencia a la tensión y dureza, ejemplo: ✓ Hierro forjado. ✓ Aceros. ✓ Fundiciones. ✓ Aleaciones ferrosas. Los metales no férreos: son todos los metales y aleaciones que no tienen en su composición química hierro. En general son blandas y tienen poca resistencia mecánica los más importantes son: ✓ Cobre. ✓ Zinc. ✓ Plomo. ✓ Estaño. ✓ Aluminio. ✓ Níquel. ✓ Manganeso. Hay muchos otros metales no ferrosos; sin embargo, como las cantidades que se producen son pequeñas, o los procesos son altamente costosos, se utilizan poco. 3. ¿Cuáles son las características de los materiales metálicos no férreos? Los metales no ferrosos se dividen en 3 grandes grupos: Ligeros: Aluminio y Titanio Ultraligeros: Berilio y Magnesio. Pesados: Cobre, Estaño, Plomo y zinc. Características: 16

TRABAJO FINAL DEL CURSO o Se pueden moldear y mecanizar fácilmente. o Poseen una resistencia mecánica elevada en relación a su peso. o Algunos tienen una gran conductividad térmica y eléctrica. o Presentan un buen acabado superficial, que en ocasiones les hace útiles como elementos decorativos. 4.

¿Qué son los materiales plásticos y qué aplicaciones tienen en la actualidad en el campo automotriz? El plástico es un material constituido por compuestos orgánicos, sintéticos o semisintéticos que tienen la propiedad de ser maleables y por tanto pueden ser moldeados en objetos sólidos de diversas formas. Hoy en día, el porcentaje de presencia de este material ha crecido hasta superar el 15% en un automóvil convencional. El número de piezas de plástico en el automóvil actual incluye paragolpes, rejillas, faros, guardabarros, spoilers, molduras, salpicadero, paneles o revestimientos de puertas, entre muchos otros. Y gracias a las innovaciones tecnológicas, los plásticos se están utilizando cada vez más también en elementos mecánicos como los colectores de admisión, el cárter, tapón de gasolina, etc. 5.

Realizar un listado de los componentes del motor mencionando de que material están fabricados. Componentes de un motor: ✓ Monoblock: están hechos de material, hierro fundido grafito laminar. ✓ Árbol de levas: hierro fundido grafito esferoidal. ✓ Cigüeñal: el material empleado para la construcción es de acero al carbono. ✓ Pistones: aleaciones de aluminio, cobre níquel o silicio. ✓ Bielas: aceros micro aleados al vanadio, titanio o niobio. ✓ Culata: generalmente fabricado en hierro fundido o aleación de aluminio. ✓ Válvulas: de acero al carbono. ✓ Juntas: la junta de culata de fibra está compuesta por una lámina intermedia de acero inoxidable perforada y una lámina de un material de fibra, además contiene aros metálicos alrededor de los cilindros para incrementar la presión de sellado. ✓ Cojinetes: está construida en acero, fundición o bronce, y la parte donde existe fricción por deslizamiento se recubre con el metal antifricción más apropiado para cada aplicación. 17

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HOJA DE PLANIFICACIÓN PROCESO DE EJECUCIÓN OPERACIONES / PASOS ...