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8/13/2019 Universidad Politecnica Salesiana Trucage
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MODIFICACION DE LA CULATA
MEJIA, David; QUEZADA, Pablo
INGENIERIA MECANICA AUTOMOTRIZ
UNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA
Abstract—Este documento contiene lasdiferentes modificaciones que se lepuede realizar a una culata paraaumentar la potencia del motor, lasmodificaciones que se realizaronfueron previamente analizadas con elfin de no alterar demasiado la relaciónde compresión Rc. Las modificacionesque se realizaron fueron: el aumento de1mm en el diámetro de las toberas de
admisión y el pulido de las toberas deescape, pulido de las cámaras decombustión, y su mecanizado hasta
hacerlas cámaras esféricas.
I. INTRODUCCION
La culata, tapa de cilindros, cabeza delmotor o tapa del bloque de cilindros es la
parte superior de un motor de combustióninterna que permite el cierre de las cámarasde combustión.
Son varias las configuraciones de la culata,según el tipo de motor, siendo la más sencilla
la del motor de dos tiempos refrigerado poraire (Fig. 4 culata Morini de un scooter) en laque literalmente es la tapa del cilindroatravesada por el orificio roscado para la
bujía y que por una de sus caras tiene las
aletas de refrigeración que buscan una mayorsuperficie de contacto con el elemento
refrigerante que es el aire.
Los motores antiguos refrigerados por agua
pero con válvulas en el bloque, son tambiénsencillamente la tapa de los cilindros
conformando la cámara de combustión, presentando la diferencia de ser una pieza defundición hueca que en su interior conduce el
elemento refrigerante que es el agua. las
cabezas de los motores son muy diferentes encuanto a material a comparación delmonobloque.
Posteriormente, para aumentar la eficienciadel motor, los diseñadores fueron ubicando en
la culata las válvulas y el tren de balancinesque las accionan para permitir la entrada y
salida de gases a la cámara de combustión yen consecuencia también los orificios o
lumbreras de conducción de dichos gases.Más recientemente se desplazaron los ejes delevas desde el bloque para configurar el
componente complejo de hoy en día.
II. DESARROLLO DE CONTENIDOS
A. Relación de compresión Rc
Desde siempre la potencia de los motores haestado limitada por la relación de compresión,
en adelante RC, incluso hoy en día se sigueinvestigando en como poder conseguir RC
más altas, un ejemplo de ello son lasinyecciones directas, en las que al motor sóloentra aire, por lo que no puede habercombustión hasta que se inyecta la gasolina.Empecemos por entender que es la RC, el
pistón al descender en el tiempo de admisiónaspira mezcla de aire gasolina al interior delcilindro, una vez a superado PMI empieza acomprimir la mezcla hasta PMS, la reducciónde volumen que hay de PMI a PMS es la RC
estática, por ejemplo si el volumen delcilindro se ha reducido de PMI a PMS ochoveces, se dice que hay una RC estática de 8 a1, pero la compresión en verdad no empiezahasta que la válvula de admisión se cierra,
esto ocurre más tarde de PMI y el pistónhabrá recorrido una distancia cuando estosuceda, la RC que se calcula con el recorridodel pistón desde el punto donde se cierra la
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válvula de admisión hasta PMS, es la RC
dinámica, las dos son importantes como severá, la ecuación para calcular la RC es la
siguiente.
RC = (VCI + VCA) / VCA
VCI = volumen del cilindro.
VCA = volumen de la cámara de combustión.
B. Cámara de combustión esférica
Posee suficiente espacio para que los orificios
de admisión y de escape sean de gran tamaño,
que sirve para que el motor tenga un máximo
de entrada y salida de gases en cada cilindro,
lo cual produce gran potencia cuando el
motor está muy revolucionado. La bujía
colocada en el centro, inflama toda la mezcla
combustible en el menor tiempo posible.
C. Ensanchamiento de los conductos de
válvula
Para aumentar el rendimiento de un motor,nos vemos obligados a aumentar su
respiración, o sea la cantidad de mezclaaspirada y la rapidez o facilidad deevacuación de los gases quemados.
D. Turbulencia del sistema:
No solamente se debe considerar la velocidadlineal del flujo, en la puesta punto de la culatade carrera. La mezcla recorre el sistema deadmisión girando en forma de torbellinos.
Los pasajes de admisión contribuyen amantener el movimiento giratorio del aire.Los medidores de turbulencia determinan el
comportamiento del gas frente a la resistencia
que recibe durante su avance.
Para que la mezcla se queme de forma másrápida posible es necesario que esté dotada de
un movimiento intenso de revolución sobre símisma en el momento en que salte la chispade encendido, pues ello hace que el frente de
la llama avance de una manera fulminante.
III. PROCEDIMIENTO
Herramientas:
• Cincel• Martillo
• Lijas de acero y de agua 80, 240, 400,
1000 y 1500.
• Rotalinas.
• Taladro.
Desarrollo:
• Realizamos un análisis de la culata
para determinar las posiblesmodificaciones que se pueden hacer.
• Colocamos la culata con las cámarasde combustión limpias y hacia arribalo más nivelado posible:
• En una probeta
con escala de 100
se llena hasta los70 con aceite del
mismo tipo ydensidad del queutiliza el motor dela culata queestemos
trabajando.
• Revisamos que las válvulas y bujías
se encuentren perfectamente
ajustadas en la cámara de combustiónque realizaremos la medición.
• Vertemos el aceite a la cámara de
combustión hasta que alcance la
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superficie plana de contacto con el
bloque.
• Realizamos la diferencia entre el
volumen total y el volumen que sobroen la probeta para obtener el
volumen de la cámara decombustión.
• Realizamos el molde de la cámara decombustión con parafina.
• Realizamos un molde para ayudarnosen el momento de convertir lascámaras de combustión a esféricas.
• Desbastamos con la ayuda de una
fresa y un dremer las cámaras decombustión.
• Procedemos a pulir las cámaras de
combustión.
• Realizamos la medición del volumenfinal de las cámaras de combustión.
• Realizamos un molde de las toberasde admisión con un diámetro mayor a
1mm para realizar el respectivoagrandamiento del diámetro de las
toberas.
• Procedemos con una fresa y un
dremer a desbastar las toberas.
• Procedemos a pulir las toberas.
IV. CALCULOS:
Datos del vehículo.
SUZU G200
1.9L
1949CC
83-87
PICK UP
Vc (medido)=60cm3
VT=1882.84CC
8.84:1
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Vc (medido después de modificar) =63cm3
8.47:1
RC (impuesto)= 9,5:1
Aplanamiento de 0.141mm
7. CONCLUCIONES:
• La modificación del cabezote
Isuzu G200 fue mínima ya que
este cabezote ya tenía una forma
semiesférica en su cámara de
combustión, lo que logramos es
pulir de manera que se quitaron
las imperfecciones de la fundición
de la culata.
• En la modificación de la cámara
combustión, nos permite teneruna fuerza más uniforme sobre el
pistón.
• Es indispensable realizar el pulido
de la cámara de tal manera que se
eviten por completo puntos
calientes que provoquen
detonación.
8. BIBLIOGRAFIA:
Documentos electrónicos:
• http://www.slideshare.net/guest97d
4d7/elementos-y-modificaciones-
que-aumentan-la-potencia-del-
motor
• http://dspace.ups.edu.ec/bitstream/
123456789/1165/5/CAPITULO%20II.
• http://ing.unne.edu.ar/pub/camaras
_comb.pdf
9. ANEXOS:
Tobera de escape pulida:
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Tobera de admisión pulida:
Molde de cámara de combustión
modificada: