EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LOS COJINETES ES UNA

EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LOS COJINETES ES UNA

KOLBEN & &
PISTONES
CO.
CO.
FRICCIÓN
EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LOS COJINETES ES UNA CUESTIÓN
DE MATERIALES, ALEACIONES Y SUPERFICIES DE RODADURA.
Además de su función específica de alojamiento de piezas móviles, los
cojinetes de fricción del motor tienen una función aún más importante:
la recepción y la inclusión de partículas de desgaste. Este desgaste se
produce durante el funcionamiento normal del motor y forma partículas que son tan pequeñas que no se pueden separar a través del filtro
de aceite, pero lo suficientemente grandes como para acelerar aún
más el desgaste si no quedan fijadas en el material. Esta función clave
para el mantenimiento de la concentricidad y la reducción del desgaste
del motor requiere una construcción especial.
Los cojinetes de fricción del motor están expuestos a distintos tipos de desgastes. Por esta razón están construidos de tal manera que puedan resistir
tanto la fricción mixta que produce un intenso desgaste durante el arranque del
motor en frío como las elevadas presiones de combustión. Debido a estos dife-
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rentes tipos de exigencias, los cojinetes suelen estar fabricados con varios
materiales. Por una parte debe escogerse un material que sea muy resistente
al desgaste, y por otro debe existir una capacidad de integración de partículas.
LO IMPORTANTE ES EL MATERIAL
Los cojinetes de fricción MAHLE están formados por un sólido casquillo de
acero que, en función de las aplicaciones, puede estar recubierto de diferentes
metales antifricción. Los materiales para cojinete se escogen de tal manera que
las propiedades positivas de los diferentes materiales se complementen y que
la combinación sea óptima para las condiciones de aplicación. El desarrollo de
materiales juega un papel clave para poder satisfacer las exigencias a las que
se ven sometidos los cojinetes de fricción hoy y en el futuro. Gracias a años de
actividad y experiencia en el campo del desarrollo, MAHLE cuenta con un gran
número de aleaciones de alta calidad, entre otras de aluminio y bronce.
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EL TRABAJO POR CAPAS
Solidez, un asiento firme y buenas condiciones de rodadura son
exigencias contradictorias en lo que se refiere a los materiales. La
solución consiste en utilizar cojinetes de varias capas desarrollados según el principio de la división del trabajo. Las propiedades
de funcionamiento de los cojinetes, en particular su capacidad de
carga dinámica, no sólo dependen del material, sino también de
la estructura y del grosor de la capa así como de las características constructivas de la superficie de fricción. Los cojinetes de
fricción MAHLE están formados por un sólido casquillo de acero
que, en función de las aplicaciones, puede estar formado por los
correspondientes metales antifricción. A continuación un resumen de los tipos de construcción de cojinetes.
con una elevada carga, como los motores turbo de automóviles
y vehículos industriales, donde se utilizan como cojinetes de biela
y de cigüeñal.
COJINETES TRATADOS POR BOMBARDEO IÓNICO:
LA DIVISIÓN DEL TRABAJO
La superficie de deslizamiento tratada por bombardeo iónico es
extremadamente dura y resistente al desgaste, pero su capacidad
de integrar partículas de desgaste es limitada. Para garantizar
esta integración de partículas se trata por bombardeo iónico sólo
una mitad del cojinete. La otra mitad es un cojinete de tres materiales con un galvanizado superficial que integra las partículas
extrañas con gran eficiencia.
Cojinetes macizos
Formado por un metal antifricción de aleaciones
especiales.
Los cojinetes macizos constan de un solo tipo de metal,
normalmente una aleación de bronce dura. Estos cojinetes se
suelen utilizar en grandes motores, aunque también se
emplean en motores de automóviles como bujes de bulón en
el pistón, anillos de ataque y cojinetes del árbol de levas.
IMPORTANTE:
SABER QUÉ VA ARRIBA Y QUÉ VA ABAJO
La mitad de cojinete tratada por bombardeo iónico deberá ubicarse en la posición expuesta a mayores esfuerzos. Así por ejemplo,
en la biela la mitad tratada por bombardeo iónico deberá ubicarse
en el semicírculo superior del cojinete de biela grande, ya que en
esta zona incide la presión de combustión (véase la figura 1). En
el cigüeñal por el contrario, la presión de combustión actúa sobre
las mitades que están orientadas hacia abajo. Las mitades tratadas
por bombardeo iónico se reconocen por la inscripción «Sputter»
en el lado exterior. Muchas veces los cojinetes así tratados se
embalan y sueldan por separado para mayor seguridad.
Cojinetes de dos materiales
La capa portante de acero se complementa con
una capa intermedia y una capa de material
antifricción; se utilizan en motores de baja y
mediana carga.
Los cojinetes de dos materiales constan de una capa
portante de acero, una capa intermedia y una capa de metal
antifricción. Como metal antifricción se utilizan principalmente
las aleaciones de aluminio. Los cojinetes de dos materiales se
emplean en motores de explosión y motores diesel de aspiración de baja y mediana carga para automóviles. En función de
la aleación, se utilizan como bujes de bulón, bujes de balancines, anillos de ataque, cojinetes de árbol de leva, cojinetes de
bancada o cojinetes de biela.
Los cojinetes de tres materiales constan de una capa portante de acero, una capa de rodadura, una capa de bloqueo y
una capa de deslizamiento. La capa de rodadura suele ser de
base de plomo-bronce y se aplica por galvanizado. Los cojinetes de tres materiales se utilizan preferentemente en motores
sometidos a esfuerzos mayores como bujes de bulón, cojinetes
de biela, cojinetes de bancada, y cojinetes de cigüeñal.
Los cojinetes tratados por bombardeo iónico son los más
sofisticados. Su estructura corresponde a la de los cojinetes de
tres materiales, utilizándose los mismos metales. No obstante
aquí se ha aplicado una capa de aluminio extremadamente resistente sobre el material antifricción a través de un método de producción especial, el bombardeo iónico (véase el recuadro «Proceso de bombardeo iónico»). Gracias a este recubrimiento los
cojinetes presentan una mayor dureza y resistencia al desgaste.
Estos son especialmente adecuados para motores que trabajan
¡ATENCIÓN, ORIFICIO PARA PASO DE ACEITE!
Otra fuente de error en la instalación de cojinetes de fricción es la
posición de montaje. En la mayoría de pares de cojinetes sólo
una mitad está provista de un orificio. Si el cojinete se lubrica a
través de un orificio (como en el caso del cigüeñal) deberá observarse que el orificio del cojinete coincida con el orificio del alojamiento. Si se instalan los cojinetes en una posición equivocada,
esta no se lubricará correctamente. Como consecuencia de ello
se producirá una fuerte degradación que puede dar lugar a la soldadura de los cojinetes con la muñequilla debido a la intensa
generación de calor que ello provoca (en la figura 2 se muestra
una soldadura del cojinete con el cigüeñal).
Cojinetes de tres materiales
Formados por una capa portante de acero, una
capa de rodadura, una capa de bloqueo y una
capa de deslizamiento (en el caso de los cojinetes «Sputter» cuenta con un acabado especial).
Se utilizan en motores con turbocompresión.
Identificación de un cojinete tratado por bombardeo
iónico: la inscripción «Sputter» en el lado exterior.
1
Proceso de bombardeo iónico
Aporte de argón
(gas plasma)
Cátodo
En la biela se instala la mitad tratada por
bombardeo iónico en el semicírculo superior,
donde actúa la presión de combustión.
Flujo iónico
2
Fuente de
alimentación
Flujo atómico
de material
(dispersión)
Plasma
Cojinetes
Bomba de vacío
El proceso consiste en introducir los cojinetes formados por un casquillo
portador de acero, una capa de rodadura y una capa de bloqueo en una
máquina de bombardeo iónico en vacío. Mediante la pulverización del
cátodo se aplica el material para la capa de deslizamiento sobre el cojinete.
De esta manera se consigue una capa de deslizamiento extremadamente
dura y resistente al desgaste.
Consecuencias de un error de montaje: por
montaje erróneo de las mitades de cojinete
se tapó el orificio para aceite y se produjo un
gripado con el consecuente recalentamiento
que provocó la soldadura del cojinete con el
cigüeñal.
En el catálogo de cojinetes de fricción MAHLE podrá encontrar una relación de nuestro programa completo de cojinetes (también a través de Internet en www.mahle-aftermarket.com)
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