36652066 Culata Pruebas Antes de Desmontar La Culata

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Culata Mecanismo de Vlvulas Balancn y rbol de Levas1. CULATA 1.1 PRUEBAS ANTES DE DESMONTAR CULATA

1.1.1 PRUEBAS PRIMARIAS Estas pruebas se hacen cuando el motor: *Recalienta *Hay agua y aceite *Hay perdida de potencia en el motor

Prueba de Burbuja En esta prueba tenemos que: Desmontar termostato Desactivar bomba de agua (quitar las correas del ventilador) Funcionar el motor

Verificar Si hay burbujas es debido a que la compresin del motor esta pasando al agua, tambin puede haber un problema en el empaque de culata o pierde agua. Si hay burbujas, se debe revisar: Turbo, enfriador de aceite, camisas. Prueba de Humo Antes que todo, se mira el nivel de agua. Si el nivel es bueno no se hace esta prueba. Anlisis de humo: Si el humo es blanco, es mucho agua, entonces hay sospecha de empaque de culata. Si el humo es azul es aceite, y si es negro es combustible Prueba de Compresin En esta prueba necesitamos un falso inyector y un compresometro de 600PSI *Con esta prueba el motor no debe estar muy fro *Desmontar filtro de aire *Quitar inyector 1 Al cilindro 1 le montamos el falso inyector y el compresometro debe marcar entre 400 PSI y 500 PSI (sin datos)

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Figura 1 Diagnostico Prueba de Compresin.

Si hay una perdida de compresin de mas del 30% sobre el valor del catalogo, se considera que en ese cilindro pueden haber problemas con el pistn, los anillos, o la camisa. Tambin se puede sospechar de la culata o empaque de culata. La diferencia entre cilindros no debe ser mayor del 10% (20 bares) Si hay un cilindro bajo de compresin tenemos que: Vaciar 2 cucharadas de aceite motor al cilindro bajo. Volver a medir. Si al medir: COMPRESION AUMENTA: Hay que reparar el bloque (antes recomprobar con la varilla del nivel del aceite y tapa tapavlvulas para comprobar si sopla) COMPRESION SUBE MUY POCO: Es la culata ( sus vlvulas) Prueba de Vacuometro Esta prueba se hace sin aire que provenga del turbo. El motor debe tener una temperatura tibia. Conectar el vacuometro de cualquier parte del mltiple de admisin. Encender el motor y el vacuometro debe marcar de 10 a 18 pulgadas de mercurio (Hg.)

Se toman tres medidas:

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Culata Mecanismo de Vlvulas Balancn y rbol de LevasMedida 1 Cuando el motor este en mnima, el vacuometro debe marcar de 10 a 18 pulgadas de mercurio y la aguja debe estar estable. Medida 2 Cuando el motor este en alta, el vacuometro debe marcar de 10 a 18 pulgadas de mercurio y la aguja debe estar estable. Si en la MEDIDA UNO la aguja es inestable y en la MEDIDA DOS es estable entonces se debe calibrar vlvulas. Si en las MEDIDAS UNO y DOS las agujas estn inestables (dos a cuatro rayas) y hay que revisar la culata (balancn, varillas impulsadoras, vlvulas, asiento de vlvulas, gua de vlvulas, resortes). Si en las MEDIDAS la aguja es inestable mas de cinco rayas es empaque de culata (revisar culata) Medida 3 De mnima a alta. (nmeros ficticios) 16-20-0-16

La aguja debe hacer este recorrido Lo normal del recorrido de la aguja es hacerla en dos segundos, y que vibre menos de dos veces. Si al hacer el recorrido, la aguja se demora mucho el problema es del EXOSTO. Si la aguja vibra mas de dos veces el problema es CULATA. NOTA: Si se hace la misma prueba pero tapando el mltiple de admisin y El apagador puesto, se da arranque continuo y la aguja debe marcar Mas de 5 pulgadas de mercurio. Si me marca de 2 a 5 esta regular. El problema es de anillos. Si me marca menos de 2 esta malo. Antes de hacer esta prueba se deben mirar los tornillos del mltiple de admisin.

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Culata Mecanismo de Vlvulas Balancn y rbol de LevasPrueba de Estanqueidad

Figura 2 Prueba de estanqueidad.

NOTA El probador de estanqueidad me marca un porcentaje de fuga.

PARA PODER MEDIR: El motor debe estar tibio. El cilindro numero uno debe estar en Punto Muerto Superior (PMS)

Para poder medir, debemos ponerle o meterle una presin al probador de mximo 80 PSI para poder medir fugas. El reloj se pone en ceros y el mximo de fugas que el probador me debe marcar es del 30% Si no me bota nada el probador me marcara 0%. *Si tenemos alguna fuga de aire tenemos que desmontar: Tapa de radiador. Tubo de admisin. Tapa de vlvulas. Varilla de aceite. Para estas fugas debemos utilizar el odo y debemos detectar donde esta la fuga de aire.

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Culata Mecanismo de Vlvulas Balancn y rbol de Levas1.1.2 PRUEBAS SECUNDARIAS Abrir filtros de aceite: (DERIVACIN---TOTAL)

Al abrir el filtro debemos observar que no hayan cenizas ni agua. Si esto sucede, podemos tener problemas con: Retorqueo Torquear tornillos de adentro hacia fuera en tres tandas de acuerdo al valor del catalogo del fabricante, para sacar los tornillos de la culata se hace la operacin contraria., Culata. Turbo. Bloque (Camisas ) Enfriador. Post-enfriador.

Figura 3 Retorqueo de Tornillos.

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Culata Mecanismo de Vlvulas Balancn y rbol de LevasNota. Los toques aparecen en el catalogo en las siguientes unidades : lb pie lb - pulgada kg-m

1.2 DESPUES DE LAS PRUEBAS PRIMARIAS Y SECUNDARIAS Desconectar batera borne negativo (--). Si tiene computador tener cuidado (manual ). Procurar este todo apagado Agua Aceite sistema de aire: Inter._Culer, turbo, filtro de aire. Sistema de escape: tubo de escape. Sistema de combustible: tubera de baja, tubera de alta. Control del motor: censores.

Drenar: Desconectar -

Desmontar tapa vlvulas: desmontar varillas impulsadoras. Conservar el orden de las varillas.

Desmontar flauta de balancines manteniendo un orden de afloje. 3- 9- 15- 20- 14- 8- 2 4- 10- 16- 19- 13- 7- 1 5- 11- 17- 21- 18- 12- 6 1 paso aflojar tornillos vuelta. 2 paso aflojar tornillos 1 vuelta. 3 paso sacarlos todos.

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Culata Mecanismo de Vlvulas Balancn y rbol de Levas1.3 PRUEBAS AL DESMONTAJE Visual Cmaras (del pistn) : blancos : fugas de agua Color. Carbn: Seco. mucho paso de combustible. Hmedo. Anillos, aceite. Local :. inyector, vlvula admisin y escape, conducto de agua y aceite. Estanqueidad de vlvulas Con una botella de tiner durante un minuto a un nivel constante, vamos vaciando el tiner en el interior del mltiple primero de admisin y luego de escape, si observamos que alguna vlvula tiene fugas, entonces puede estar quemada, los asientos gastados, la cara de vlvula gastada . Empaque de culata color oxidacin fugas de agua y aceite puntos de calor

2.

CULATA DE CILINDROS

La parte del motor que cierra los cilindros por su lado superior y en correspondencia con la cual suelen ir colocadas las vlvulas de admisin y de escape.la forma y las caractersticas de la culata siempre han ido estrechamente ligadas a la evolucin de los motores y, en especial, han venido condicionadas por el tipo de distribucin y por la forma de la cmara de combustin.

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Figura 4 Componentes de la culata.

2.1 COMPONENTES DE LA CULATA Caractersticas Los primeros motores para automvil presentaban la culata separada del bloque de cilindros, la mayora de los constructores prefiri adoptar la solucin de culata y cilindros en un bloque nico. De esta forma se consegua mayor solidez y se evitaba el mecanizado de las superficies de unin entre la culata y los cilindros, eliminando simultneamente cualquier problema de estanquidad. En lo relativo a la distribucin, en los primeros motores de gas se adoptaron vlvulas bilaterales en cabeza, es decir, situadas en 2 filas, con las de escape frente a las de admisin. Sin embargo, las mayores velocidades y presiones alcanzadas pronto sugirieron, para

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Culata Mecanismo de Vlvulas Balancn y rbol de Levasevitar complicaciones de construccin, la adopcin de vlvulas de admisin automticas accionadas por la depresin que se creaba en el cilindro durante la carrera de admisin. Posteriormente, cuando las velocidades de rotacin aumentaron, este sistema se revel poco eficiente. En efecto, para cerrar la vlvula era preciso un muelle y, por tanto, una buena parte de la carrera de admisin se perda para crear la depresin suficiente para determinar la apertura de la vlvula. Por ello fue necesario adoptar sistemas de accionamiento tambin para las vlvulas de admisin. 2.1.1 DISEO Y TIPOS DE CULATA En los primeros automviles, los mecanismos de accionamiento de las vlvulas sobresalan de las culatas e iban expuestas al aire, tanto por necesidades de refrigeracin como para evitar complicaciones de construccin, as como para permitir un mantenimiento ms fcil. Efectivamente, la accin de martilleo de la vlvula sobre su asiento provocaba una disminucin del juego del sistema de distribucin, hasta tal punto que, en aquellos tiempos, en el curso de un viaje de una duracin de un da, se haca preciso regular, al menos una vez, el juego de taqus. Esto explica la razn por la cual los rendimientos, las presiones especficas y los regmenes de rotacin eran tan bajos. Las culatas se diseaban principalmente con la finalidad de facilitar su mantenimiento y esto explica el xito obtenido desde el principio por la culata con disposicin en T, con las vlvulas laterales accionadas por 2 rboles de levas distintos. Esta forma posea el inconveniente de determinar una distribucin no uniforme de la temperatura, con un lado fro y otro caliente, lo cual daba lugar a distorsiones. Por este motivo se pas ms tarde a una disposicin en L, con las 2 vlvulas del mismo lado y con la buja situada en las proximidades de la vlvula de admisin, de forma que estuviese refrigerada por la mezcla entrante. Hasta el momento en que las culatas fueron separadas de los cilindros, el acceso a las vlvulas se consegua a travs de unos tapones roscados de latn o de bronce fosforoso. Ello tena como consecuencia unas zonas escasamente refrigeradas en correspondencia con el escape. Para obtener una refrigeracin mayor, en los motores con sistema por aire, los tapones se construan de aleacin ligera e iban dotados de aletas. Sin embargo, la introduccin de las culatas separadas de los cilindros permiti eliminar estos tapones y estudiar con mayor atencin la forma de la cmara de combustin a fin de mejorar el rendimiento.

Entre las formas de elevado rendimientos se ideo una en la cual la relacin de compresin y un buen efecto de turbulencia

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Figura 5 La Culata.

El paso siguiente fue el alejamiento de las 2 vlvulas, con el fin de evitar la transferencia de calor de los gases de escape a la mezcla fresca. El resultado fue una serie de motores con vlvula de admisin en cabeza y vlvula de escape lateral, sistema que se emple hasta no hace mucho en los Rolls Royce, Bentley y Rover. La buja se acerc a la vlvula de escape siguiendo la teora de que el frente de llama se propaga desde el punto ms caliente al ms fro. Con esta disposicin, las vlvulas de escape iban situadas en el bloque de cilindros. Las culatas de este tipo eran de construccin bastante sencilla y, a pesar de que ya se haban experimentado motores con todas las vlvulas en cabeza, se prefiri dejar, durante cierto tiempo, esta solucin para los motores deportivos y de prestaciones elevadas. Esta eleccin deriv tambin del hecho de que, en caso de roturas de las vlvulas o de los muelles, el motor no resultaba daado gravemente. Este inconveniente y otros, tales como el desgaste y agarrotamiento de las guas, que, en aquellos tiempos y con los materiales empleados, eran bastante frecuentes, hicieron que las culatas con distribucin por vlvulas en forma de hongo no fueran las nicas empleadas. Entre los dems sistemas, baste recordar la distribucin sin vlvulas, mediante correderas, de Knight y Burt, que se adopt especialmente para los automviles de lujo. Con el progreso de los materiales y de la tcnica, la solucin que se impuso gradualmente fue la de todas las vlvulas en cabeza. En efecto, aunque las culatas con vlvulas laterales en el bloque eran de construccin ms sencilla, no permitan alcanzar regmenes de rotacin superiores a 4.000 r.p.m., sobre todo debido a la forma de los colectores. Para simplificar su construccin las vlvulas en cabeza se colocaron inicialmente en posiciones contiguas y paralelas al eje del cilindro. Sin embargo, esta disposicin no permita emplear vlvulas demasiado grandes, debido a que, por lo general, los motores posean una carrera grande y un dimetro reducido. Para aumentar el dimetro de las vlvulas, se ensanch la cmara de combustin hasta superar las dimensiones del dimetro. Tambin esta solucin fue superada por la introduccin de las vlvulas inclinadas con cmara triangular y de las vlvulas situadas en V.

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Culata Mecanismo de Vlvulas Balancn y rbol de LevasEn los aos sesenta se fue imponiendo progresivamente, tambin en los automviles de serie, la distribucin mediante rboles de levas en cabeza con accionamiento directo de las vlvulas o con balancines. Esta solucin proporciona indudables ventajas desde el punto de vista del rendimiento global del motor, pero presenta mayores dificultades de construccin en la realizacin de la culata, que, la mayora de las veces, se hace desmontable separando el soporte del rbol de levas de la culata propiamente dicha.

Figura 6 Diferentes tipos de culatas.

Durante los aos setenta los problemas creados por la contaminacin atmosfrica y las respectivas normas a que deben atenerse los motores de los automviles han impuesto a los fabricantes restricciones cada vez ms rigurosas y, consecuentemente, complicaciones de construccin an mayores. Como ejemplo de lo dicho, baste citar el motor proyectado por la Honda, capaz de superar los estndares norteamericanos para 1976. Este motor, denominado CVCC (Compound Vortex Controlled Combustin) es, en realidad, un motor del tipo de carga estratificada con cmara de combustin desdoblada, con una vlvula de admisin principal y otra secundaria ara la introduccin de la mezcla en la Precmara. 2.2 CULATA EN MOTORES DIESEL En la panormica desarrollada hasta aqu, o se ha hecho mencin alguna acerca de la rama de las culatas de los motores Diesel. Ese tipo de motor fue aplicado en el terreno automovilstico a principios de los aos treinta, por o que, de entrada, se adoptaron las vlvulas en cabeza. Por lo dems, la culata es de construccin diferente de la de un motor de gasolina causa de la distinta forma de la cmara de combustin y debido a la presencia del sistema e inyeccin. En el caso de motores de 2 tiempos, la culata suele ser ms sencilla, faltando, salvo casos articulares, las vlvulas de admisin y de escape.

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Figura 7 La culata en motores diesel.

construccin y materiales. En el estudio de proyecto de una culata para un motor de combustin interna moderno existen 3 objetivos principales que el proyectista trata de alcanzar: buen rendimiento, poca contaminacin y bajo costo de construccin. Estas 3 metas no siempre son compatibles y, frecuentemente, obligan a soluciones de compromiso. En especial, es probable que la introduccin de normas anticontaminacin cada vez ms rigurosas, conduzca a sacrificar el rendimiento y el valor de la potencia mxima. En general, se estudian la forma y la inclinacin de los conductos de admisin y de escape de forma que se cree la mayor turbulencia inducida en la cmara de combustin, sin disminuir la velocidad de la carga y, por tanto, el rendimiento volumtrico. En particular, la seccin transversal de los conductos debe conservarse constante durante toda su longitud o, como mximo, con pequeas conicidades. Las dimensiones de la cmara de combustin y su forma estn estrechamente relacionadas con la eleccin de una relacin carrera/ dimetro adecuada. Precisamente el problema de la contaminacin parece favorecer un retorno a los motores de carrera larga, es decir, con cmaras compactas, en las cuales la combustin se desarrolla mejor. Como consecuencia de ello, se reduce el espacio disponible para las vlvulas y, por tanto, es preciso recurrir a una disposicin que permita un mejor aprovechamiento del espacio. Por lo normal, se considera que la superficie de la vlvula de escape debe ser aproximadamente igual al 60-80 % de la vlvula de admisin. En el caso de motores de prestaciones elevadas se suele recurrir a la complicada solucin de adoptar tres o cuatro vlvulas por cilindro. En efecto, la seccin efectiva de paso de dos vlvulas pequeas es considerablemente superior, para una misma elevacin, que la de una sola vlvula de superficie igual a la suma de las superficies de las dos vlvulas de dimetro inferior. Debido a que casi todo el espacio disponible en la cmara se emplea para colocar convenientemente las vlvulas, quedan pocas opciones para la situacin de la buja que, por encima de todo, debe colocarse teniendo en cuenta al mismo tiempo la necesidad de desmontaje para su mantenimiento. Sin embargo, su proximidad a una de las vlvulas depende tambin de las caractersticas de forma de la cmara.

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Culata Mecanismo de Vlvulas Balancn y rbol de LevasEs preciso recordar que, con frecuencia, la forma de la cmara est condicionada por exigencias de mecanizado y, por tanto, de economa de realizacin. Por ejemplo, para simplificar la construccin en el Alfa Romeo Alfasud, la culata era plana y la cmara de combustin se hallaba practicada totalmente en el pistn. Tras la determinacin de los conductos y de la cmara de combustin, el proyectista efecta la eleccin del tipo de mando de la distribucin, por lo general relacionado con consideraciones econmicas. La solucin con rbol de levas en cabeza complica la fusin de manera considerable. En efecto, las almas interiores resultan ms complicadas o de construccin ms Costosa. Por ello, en este caso la culata se descompone frecuentemente en 2 partes: la inferior comprende las cmaras de combustin, los conductos de admisin y escape y las vlvulas, mientras que la superior lleva los soportes del rbol de levas y las guas para los empujadores o los bulones de soporte de los balancines. Se pone un cuidado especial en el estudio de las canalizaciones para el paso del agua de refrigeracin, tanto para simplificar las realizaciones internas como para obtener un intercambio trmico eficiente y evitar la formacin de puntos calientes en la culata, con las consiguientes deformaciones Y fenmenos de preencendido de la mezcla, que pueden determinar la perforacin de los pistones. Un razonamiento anlogo vale para el estudio de los conductos que llevan el aceite de lubricacin de las vlvulas, balancines y rbol de levas en cabeza. El retorno de este aceite al crter tiene lugar a travs de los orificios de las varillas (rbol de levas lateral) o de canalizaciones adecuadas. Las culatas se construyen tanto de fundicin como de aleacin de aluminio. En los motores ms modernos se prefieren generalmente las aleaciones ligeras, debido a la notable ventaja en trminos de reduccin de peso y a las inmejorables caractersticas de fusibilidad y disipacin del calor. Los soportes de la distribucin se obtienen mediante fusin a presin, que permite realizar piezas con acabados ptimos y de paredes delgadas. La parte inferior de la culata se realiza mediante colada en coquilla o, algunas veces, en arena; experimentalmente se han realizado tambin por el mtodo anterior. Las guas de las vlvulas se introducen a presin en la culata en el caso de que sta sea de fundicin. Dichas guas se construyen de fundicin, cuya composicin debe estudiarse de acuerdo con el material empleado para las vlvulas, a fin de evitar el peligro de agarrotamiento. Para las culatas de aleacin ligera se emplean guas de bronce, que se adaptan mejor a las dilataciones del material. Tambin los asientos de las vlvulas se introducen a presin en la culata y, al igual que las guas, se les da su medida definitiva mediante mecanizados sucesivos una vez introducidos. Dichos asientos se construyen de fundicin o de acero, con un aporte eventual de material resistente a las temperaturas elevadas y a la corrosin (estelita) en el caso de los asientos de las vlvulas de escape.

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Culata Mecanismo de Vlvulas Balancn y rbol de Levas2.3 MANTENIMIENTO A LA CULATA 2.3.1 INSPECCIN DE LA CULATA DE CILINDROS

Cuando se desmonta la culata del motor, primero hay que hacer una inspeccin ocular. Se debe examinar las juntas y la superficie de la culata y la superficie del bloque para ver si hay seales de un posible problema. Los daos de las juntas o de los depsitos de carbn en las juntas pueden significar fugas de gases de un cilindro. 2.3.2 PRUEBA CON MINIO SATISFACTORIA

se verifica la planitud de asiento de culata, esta operacin se realiza en un mrmol con minio , azul de Prusia, u otro colorante.

Figura 8 prueba con minio satisfactoria.

2.3.3 PROCEDIMIENTO PARA LA PRUEBA DE PLANITUD CON MINIO Limpiar las superficies planas del mrmol y la culata. Esparza uniformemente sobre todo el plano del mrmol una pequea cantidad de minio u otro colorante. Coloque suavemente la superficie de asiento de la culata sobre el mrmol. haga presin con las manos sobre la culata y muvala de derecha a izquierda y de un lado a otro

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Culata Mecanismo de Vlvulas Balancn y rbol de Levas Retire la culata del mrmol y verifique la planitud de la de la superficie de asiento. Si la culata presenta manchas de colorante en toda la superficie, la planitud es buena.

Figura 9 Prueba de Planitud sobre el mrmol.

2.3.4 PRUEBA DE PLANITUD DE CULATA CON REGLA Y GALGA Se hace con una regla y galgas, se debe medir en varias partes y el valor debe ser de 0.000 0.001. si tiene 0.003 milsimas de pulgada esta la culata en mal estado y puede ocasionar; recalentamiento, dao de empaque, fugas de agua, la camisa golpea contra la culata (en camisas no secas).

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Figura 10. Prueba de Planitud con regla y galga

2.3.5 LIMPIEZA DEL CARBON DE LA CULATA Se utiliza una rasqueta para eliminar los depsitos gruesos de carbn. Los residuos de la junta se eliminan con una rasqueta plana o roma, tambin se puede utilizar pequeos cepillos de alambre impulsados por un taladro elctrico para eliminar el carbn y pulir la cara de la culata y los orificios para las vlvulas.

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Culata Mecanismo de Vlvulas Balancn y rbol de Levas2.3.6 LOCALIZACION DE GRIETAS EN LA CULATA Mtodo de tinte penetrante El mtodo de tinte penetrante es adecuado para la mayor parte de los materiales, para utilizarlo, primero se limpia la zona sospechosa con un disolvente especial para eliminar la mugre y la grasa, despus se aplica por aspersin un tinte penetrante rojo en la superficie para que penetre en todas las gritas. Una vez que se a secado el tinte y que ha penetrado, se limpia el sobrante y se aplica un revelador en la zona. Se podr observar cualquier grieta como lneas rojas delgadas.

Figura 11 Mtodo de tinte penetrante.

Deteccin magntica El mtodo de deteccin magntica solo se puede emplear con los metales ferrosos, pero no con aluminio o bronce. Se esparcen partculas de hierro o un lquido que contenga esas partculas en la superficie que se va a verificar, se coloca dos imanes muy potentes, uno como polo sur y otro como polo norte en cada extremo de la pieza, con esto produce un campo magntico que atraviesa la pieza con lo cual si existen grietas se forma un polo magntico en cada extremo de la grieta. Las partculas de hierro aplicadas en la superficie sern atraidazas hacia los polos para formar una lnea

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Culata Mecanismo de Vlvulas Balancn y rbol de Levasque sigue el contorno de la grieta y la hace visible.

Figura 12 Deteccin magntica

NOTA : los tornillos de culata trabajan con esfuerzos en zona plstica, se debe verificar peridicamente la longitud de esto y comparar con el catalogo del fabricante, y si es el caso cambiarlos.

2.3.7 HERRAMIENTAS PARA LIMPIEZA DE CULATA a. b. c. d. e. f. g. Rasqueta de punta recta (para superficies planas ) Rasqueta flexible ( para superficies cncavas ) Rasqueta de punta triangular. Esptula (para superficies planas ) Cepillo de usos generales Brocha de alambres Cepillo para agujeros

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Figura 13. Elementos para probar Vlvulas.

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Culata Mecanismo de Vlvulas Balancn y rbol de Levas2.4 EMPAQUE O JUNTA DE CULATA

Figura 14. Empaque o junta de culata. FUNCION : -Dar cierre estanco a los cilindros, pasajes de agua y conductos de aceite. - compresibilidad TIPOS : empaques metaloplasticos empaques metalicos juntas en victocor

NOTA : UN EMPAQUE MAL ADAPTADO PRODUCE ESCAPES E IMPIDE QUE LAS CULATAS ASIENTEN FIRMEMENTE SOBRE EL BLOQUE DE CILINDROS. TAMBIEN SE DEBE TENER EN CUENTA QUE UN MAL TORQUE PUEDE CAUSAR FUGAS O INCLUSIVE EL DAO DEL EMPAQUE .

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