El bloque de motor, también conocido como bloque de cilindros, es la estructura fundamental que alberga todos los componentes esenciales para la combustión en un motor de automóvil. En otras palabras, es la carcasa principal que aloja componentes como los pistones, las culatas, los árboles de levas, las válvulas, los cigüeñales, las galerías de aceite y los conductos de refrigerante en los motores modernos.
Dado que el bloque de motor es el componente central de cualquier vehículo, está diseñado para ser duradero y resistir altas temperaturas y presiones. Si el bloque de motor se daña, es más probable que se reemplace que se repare, ya que la reparación puede ser una tarea complicada. Sin embargo, si el daño es mínimo, se puede intentar repararlo mediante soldadura y aplicación de selladores.
Requisitos funcionales de un bloque de motor
El bloque de motor está hecho de hierro fundido o aleación de aluminio. Es una de las partes esenciales del motor, ya que la combustión del motor ocurre dentro del bloque de motor, por lo que debe soportar un entorno de alta presión y temperatura. Por lo tanto, además de la durabilidad y la resistencia al desgaste, un bloque de motor también debe ser capaz de soportar las vibraciones.
Veamos algunos de los requisitos funcionales de un bloque de motor, que incluyen:
- Alta resistencia a la fatiga
- Alto módulo de elasticidad (facilidad de mecanizado)
- Resistente a la corrosión
- Baja expansión térmica
- Alta conductividad térmica
- Baja densidad
Material para la fundición del bloque de motor
En función de los requisitos funcionales del bloque de motor, el hierro fundido o la aleación de aluminio se suelen seleccionar para fundir bloques de motor. La diferencia entre los dos depende de la aplicación.
Hierro vs. Aluminio
Tanto si el bloque de motor se funde con hierro como con aluminio, cada uno tiene sus ventajas y desventajas.
Ventajas del hierro fundido
- Más barato
- Mayor resistencia
- Menos vibraciones
- Resistente a la deformación
Desventajas del hierro fundido
- Más pesado
Ventajas del aluminio
- Más ligero
- Fácil de mecanizar y reparar
- Mejor eficiencia de combustible
Desventajas del aluminio
- Más caro
- Propenso a la deformación
Cómo se fabrica un bloque de motor
La fundición en arena es el método más común para fabricar bloques de motor.
El método más común y ampliamente utilizado para fabricar bloques de motor es la fundición en arena. En el caso del aluminio, a veces también se utiliza la fundición a presión.
La fundición en arena utiliza moldes de arena hechos de una combinación de arena y aglutinantes para mantener las cavidades del molde. Los moldes de arena son más baratos de producir y solo se pueden utilizar una vez por fundición.
El molde se divide en segmentos para que se puedan insertar patrones que formen cavidades. El patrón suele estar hecho de madera, metal o material polimérico. Se tiene especial cuidado al crear patrones para mantener la tolerancia dimensional, ya que el metal se contraerá después de la solidificación.
Después de retirar el patrón, la cavidad del molde se llena con metal fundido y se deja enfriar. Una vez que el metal se solidifica, el molde de arena se rompe para preparar el producto fundido o el bloque de motor para el mecanizado.
Mecanizado
El bloque de motor fundido se vibra para eliminar el exceso de arena. El bloque fundido se mecaniza entonces para lograr las dimensiones requeridas y alisar las superficies.
Posibles defectos de fundición
En el proceso de fabricación de bloques de motor, la fundición es propensa a defectos si no se tiene el cuidado adecuado. Si el bloque de motor fundido tiene defectos o irregularidades no deseadas, eche un vistazo a algunos posibles defectos de fundición para identificar la causa:
- Orificios de soplado - debido a gases atrapados durante la solidificación
- Cavidad de retracción - debido a la contracción del metal al solidificarse en un entorno no controlado
- Desajuste - debido a la desalineación de las secciones del molde de arena (superior e inferior)
- Penetración de metal - debido al tamaño de grano de arena grande, ya que el metal se fusiona con la arena y se solidifica
Estos son solo algunos defectos de una lista de muchos, que se pueden rectificar tomando medidas adecuadas de fundición y moldeo. Por ejemplo, los orificios de soplado se pueden evitar mediante una ventilación adecuada en el molde, mientras que el uso de arena de grano fino evitará la penetración de metal.
¿Qué material se utiliza para fabricar bloques de motor?
La fundición de bloques de motor requiere precisión.
Los bloques de motor suelen estar hechos de hierro fundido gris o aleaciones de aluminio. Ambos materiales ofrecen una buena fluidez en estado fundido para la fundición y conductividad térmica para resistir los daños debidos a los choques térmicos. Mientras que el hierro fundido es popular por su resistencia y su bajo coste de producción, las aleaciones de aluminio pueden reducir significativamente el peso hasta en un 50%.
La fundición de bloques de motor requiere precisión, investigación e ingeniería. El control de calidad garantiza que se utilice la composición correcta de las materias primas y que se aplique el procedimiento de producción adecuado para una fundición exitosa. Las técnicas de ensayo no destructivo (END) se emplean a menudo para comprobar la presencia de defectos internos.
Es necesario un mantenimiento adecuado para evitar que los bloques de motor se agrieten. El sobrecalentamiento debido a la falta de refrigerante, la conducción con una junta de culata reventada o una fuga de aceite son algunas de las principales causas de daños en el motor. Reparar un bloque de motor agrietado suele ser caro y, a veces, ni siquiera es posible. Por lo tanto, la sustitución de un bloque de motor sin duda sobrecargará su presupuesto.
Además, si quiere saber la diferencia entre un motor usado, uno reconstruido y uno remanufacturado, lea esta tutorial.
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Cómo se fabrican los bloques de motor forjados
Cuando se trata de componentes del motor, los fabricantes tienen la opción de utilizar piezas forjadas o fundidas. Ambos métodos tienen sus ventajas y son adecuados para diferentes aplicaciones. En este blog vamos a analizar más a fondo esto. Aquí tienes un desglose de la diferencia entre las piezas de motor forjadas y las fundidas:
Proceso de fabricación
Piezas forjadas
La forja consiste en dar forma al metal aplicando fuerza compresiva y calor para deformarlo hasta conseguir la forma deseada. Las piezas de motor forjadas se fabrican a partir de bloques sólidos de metal, normalmente acero o aleación de aluminio. El metal se calienta y se martilla o se presiona bajo una presión extrema para crear la forma final. Este proceso alinea la estructura de grano del metal, lo que da como resultado un componente más resistente y duradero.
Piezas fundidas
La fundición consiste en verter metal fundido en un molde y dejar que se solidifique. Las piezas de motor fundidas se fabrican vertiendo metal fundido, normalmente hierro o aluminio, en un molde que tiene la forma de la pieza deseada. El metal se solidifica y adquiere la forma del molde. La fundición es un método más rentable y permite formas complejas y detalles intrincados.
Resistencia y durabilidad
Piezas forjadas
Las piezas de motor forjadas son conocidas por su excepcional resistencia y durabilidad. El proceso de forja compacta el metal y alinea su estructura de grano, lo que da como resultado una pieza con propiedades mecánicas superiores. Las piezas forjadas pueden soportar mayores esfuerzos, temperaturas y presiones, lo que las hace ideales para motores de alto rendimiento o aplicaciones en las que la resistencia es fundamental, como bielas, cigüeñales y pistones.
Piezas fundidas
Aunque las piezas de motor fundidas pueden no tener el mismo nivel de resistencia que las forjadas, siguen ofreciendo un rendimiento satisfactorio para la mayoría de las aplicaciones. Las piezas fundidas son más dúctiles y pueden absorber más vibraciones, lo que las hace adecuadas para componentes como bloques de motor y culatas. Las piezas fundidas también son más rentables de producir en grandes cantidades.
Peso y precisión
Piezas forjadas
Con las piezas forjadas se consigue un control preciso del proceso de conformado, lo que da como resultado piezas con una excelente precisión dimensional y tolerancias ajustadas. Además, las piezas forjadas se pueden fabricar con paredes más delgadas, reduciendo el peso sin perder resistencia. La ligereza de las piezas forjadas contribuye a mejorar el rendimiento y la eficiencia del motor.
Piezas fundidas
Las piezas de motor fundidas son generalmente más voluminosas y pesadas que las forjadas. El proceso de fundición puede dar lugar a ligeras variaciones en las dimensiones y las tolerancias, lo que requiere un mecanizado adicional para alcanzar las especificaciones deseadas. Sin embargo, la fundición permite diseños más intrincados y formas complejas que pueden ser difíciles o costosas de conseguir mediante la forja.
Independientemente de si su motor tiene piezas fundidas o forjadas, ocasionalmente tendrá problemas. ¡Ahí es donde entramos nosotros para salvar el día! Si necesita reparaciones en el motor, póngase en contacto con nosotros en Admiral Tire & Auto of Edgewater!
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