Este documento describe los componentes principales de la culata de un motor, incluyendo su función, tipos, características y mantenimiento. Explica que la culata cubre los cilindros y forma la cámara de combustión, y puede estar hecha de hierro fundido o aleaciones de aluminio. También describe las válvulas, asientos de válvulas, guías y resortes, y los pasos para el desmontaje y montaje de la culata.

1. CFP CHIMBOTE
LA CULATA

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LA CULATA
• Es un elemento del motor, montado en la parte superior
del bloque, que cubre los cilindros y forma la cámara
de comprensión con la cabeza del pistón.
• Sirve como tapa de los cilindros, y como alojamiento
del mecanismo de válvulas y de la cámara de
combustión. Se fija al bloque por medio de tornillos o
espárragos.

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Nomenclatura
La culata presenta numerosas perforaciones y partes mecanizadas,

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Características
• Las culatas de hierro fundido presentan características
propias del metal con que se las construye: son de
mayor peso y menor capacidad de disipación del calor,
pero también es menor su coeficiente de dilatación.

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Características
• Las culatas de aleaciones de aluminio son más livianas
y con mayor capacidad de disipación del calor, pero
con más alto coeficiente de dilatación, lo que obliga a
extremar las precauciones cada vez que se realiza una
operación en éste tipo de culata.

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Usos y condiciones de uso
• Las superficie de contacto de la culata deben estar en
buenas condiciones.
• Las superficies planas mecanizadas no deben presentar
irregularidades.
• Los asientos de válvula deben estar rectificados.
• Los conductos de refrigeración, lubricación, escape y
admisión deben estar limpios.
• La culata debe conservar perfectas condiciones de
estanqueidad interiormente y entre la superficie de
contacto con el bloque.
• La estanqueidad entre el bloque y la culata se logra con
empaquetaduras metaloplásticas o con superficies
encajadas.

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Mantenimiento
• La culata se debe reajustar y regular las válvulas,
según las especificaciones del fabricante.

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Precauciones:
• Evite el recalentamiento.
• No aplique agua fría con el motor sobrecalentado.
• No suelte los tornillos de la culata con el motor caliente,
a fin de evitar deformaciones.
• De acuerdo a su peso, debe ser manipulado con tecle.

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Tipos
• Según el sistema de refrigeración en los motores, las culatas
se pueden clasificar en dos tipos generales:
a) Las que se utilizan en motores refrigerados por agua, y
b) Las usadas en refrigeración por aire.

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Observación
• Existen motores Diésel equipados con una sola culata
para todo el bloque, o una para cada cilindro.

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Construcción
• Generalmente, se las construye de una sola pieza de
hierro fundido o de aleaciones de aluminio. Su diseño
es robusto, para soportar las elevadas presiones de
compresión.

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VÁLVULAS Y ASIENTOS
• Son elementos del sistema de distribución. Se estudian
juntos, aunque tienen características diferentes.

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Constitución
Las válvulas constan de las siguientes
partes:
1.Cabeza o parte circular de la válvula.
• Puede ser plana, convexa o cóncava
2.Margen o espesor que presenta la
válvula entre la cabeza y su cara, para
evitar que por efecto del calor se deforme o
se queme.
3.Cara de asiento o parte de la válvula que
se apoya sobre el asiento y se produce un
cierre hermético. El ángulo de la cara,
normalmente, es de 30° o 45°.
4.Vástago o parte cilíndrica de la válvula.
Se desplaza en la guía y tiene en su
extremo las ranuras de fijación de los
seguros.

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Tipos:
• Se clasifican, según su función que desempeñan, en :
a) Válvulas de admisión, y
b) Válvulas de escape.
• La válvula de admisión es la encargada de permitir la
entrada de aire al interior de los cilindros.
• La válvula de escape permite la salida de los gases.

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a) Válvulas de admisión
• Normalmente se construyen de acero-
cromoníquel. Algunas poseen un
deflector, cuya finalidad es crear o
mejorar la turbulencia del aire durante la
admisión.
• En algunos tipos, la cara de asiento de
las válvulas es recargada con estelita
(aleación de acero con cromo, tungsteno
y carbón), la cual se aplica por medio de
soldaduras
• Mediante este sistema se obtiene mayor
endurecimiento y resistencia para
disminuir el desgaste y prolongar la
duración.

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b) Válvulas de escape
• Los materiales son similares a los de
admisión, pero se les agrega tungsteno para
soportar las altas temperaturas.
• Los vástagos de las válvulas son
prácticamente iguales en diversos modelos;
se usa acero y níquel para los vástagos de
las válvulas de admisión, y aleaciones
diversas de acero para los vástagos de las
válvulas de escape.
• En algunos casos, los vástagos de las
válvulas de escape tienen una zona de
menor diámetro cerca de la cabeza, que tiene
la finalidad de evitar que se acumule exceso
de carbón en el vástago y pueda trabar el
movimiento de la válvula

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Características
• La válvula de admisión se caracteriza por tener la
cabeza de mayor diámetro que la de escape. La
válvula de escape tiene la cabeza de un diámetro
menor, pero sus materiales resisten elevadas
temperaturas.

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Ubicación
• Las válvulas de los motores Diésel se instalan en la
culata y pueden ser dos, tres o cuatro por cilindro,
según el diseño del motor. Y en algunos casos están
dispuestas verticalmente a causa de la forma plana de
la cámara de combustión.
• Se accionan por buzos, varillas y balancines, o bien
directamente, cuando el árbol de levas está situado en
la culata.

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Accesorios
• Algunos tipos de válvulas son
diseñados de manera que se les
pueda adaptar un dispositivo
rotador especial, que hace girar la
válvula durante los momentos de
cierre y apertura. Este movimiento
giratorio mantiene el asiento y la
cara de la válvula libres de carbón
y otro residuos, y ayuda a
mantener un asentamiento más
eficiente entre la válvula y el
asiento.

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Uso y condiciones de uso
• deben presentar un cierre hermético entre el asiento y
la cara de la válvula

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Mantenimiento
• Se deben desmontar, limpiar, rectificar o asentar, según
indicaciones del fabricante y de acuerdo con el estado
que presentan después de cierta cantidad de horas de
trabajo del motor. Igualmente, se debe comprobar la
regulación de las válvulas.

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Válvulas especiales
a) Válvulas con relleno de sodio
Para resolver el problema del calentamiento, se usan
válvulas con vástagos huecos, rellenos con sodio
metálico, que al licuarse transmiten rápidamente el calor a
las guías y cámaras de refrigeración.

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b)Válvulas bimetálicas
Algunos fabricantes usan dos aleaciones o metales diferentes para
construir las válvulas: una clase del metal para la cabeza, y otra
para la vástago. Se usan metales resistentes a las altas
temperaturas para la cabeza, y otros resistentes a la corrosión,
para el vástago. Los metales se unen por procedimientos
especiales de fusión.

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Asiento de válvulas
Tipos
Existen dos tipos de asiento:
a) El fijo (Fig. 13) .
b) El de asiento removible o postizo (Fig.14).

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Características
La característica principal de los asientos sean fijos o
postizos, es que deben ser paralelos a la cabeza de la
válvula (Fig.15) y concéntricos, con respecto a la guía
(Fig. 16).

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Ventajas:
• Los asientos postizos tienen las ventajas siguientes:
- Permiten el empleo de metales distintos a la de la culata, que
tienen mejores características para soportar las condiciones de
trabajo.
- Se puede cambiar los asientos dañados para reutilizar la
culata.
Cada vez que se desmonten las válvulas, los asientos se deben limpiar, pulir, o
rectificar, según su estado.

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Guías de válvulas
Tipos: Hay dos tipos de guías
A) La fija
B) La postiza
Construcción:
Generalmente se construyen de hierro funido. En algunos
casos, la superficie interior está cubierta con grafito para
mejorar las condiciones de lubricación.
La guía fija es mecanizada en la culata.

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Ventajas
• Las guías postizas se pueden cambiar cuando están
dañadas.

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Accesorios
• Para evitar la entrada de aceite en los cilindros, se usan retenes
que se colocan a presión sobre el extremo de las guías o en el
vástago de las válvulas
• Mantenimiento
Las guías fijas se pueden rectificar cuando están desgastadas, para
adaptarles válvulas con vástago sobre medida. Este procedimiento
no es recomendable en las guías postizas.

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Resortes de válvulas
• Tipos:
El tipo usado normalmente en los motores es el resorte
helicoidal.
Existen resortes cilíndricos o rectos y resortes cónicos
Construcción.
Se fabrican normalmente con alambre de acero estirado,
hierro puro y aleaciones especiales.

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Características
• Los resortes se caracterizan por la forma de sus
espiras. En algunos están uniformemente espaciadas;
en otros, hay un número de espiras unidas en ambos
extremos.
• Cuando las espiras están unidas en un sólo extremo,
ese lado debe colocarse hacia la culata.

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Uso y condiciones de uso
• Antes de instalarlos, se debe comprobar que los
resortes tengan la altura y la tensión especificadas por
el fabricante.
• Los resortes cilíndricos deben estar rectos.

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Conservación
• Para proteger los resortes algunos fabricantes lo
recubren con pinturas a prueba de ácidos o les dan
otro tipio de protección para evitar la corrosión y
disminuir las posibilidades de rotura.

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Especificaciones sobre válvulas y guías

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DESMONTAJE DE LA CULATA
EJE DE LEVAS PERNOS DE CULATA
TAPAS DE EJE DE LEVAS
ANTES DE SOLTAR LOS
PERNOS DE LA CULATA,
SE DEBEN SACAR LAS
TAPAS DE BANCADAS DEL
EJE DE LEVAS Y RETIRAR
EL EJE

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DESMONTAJE DE LA CULATA
TAPAS DE
BANCADAS
EJE DE LEVAS
SE SUELTAN LOS PERNOS
Y SE RETIRAN LAS
TAPAS DE FIJACION
DEL EJE DE LEVAS,
LUEGO SE SACA EL EJE
DE LEVAS

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DESMONTAJE DE LA CULATA
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LOS PERNOS DE CULATA
SE SUELTAN DESDE
AFUERA HACIAADENTRO
EN FORMA CRUZADA Y
ALTERNADA DE MEDIOS
EN MEDIOS GIROS O EN
TIEMPOS SEGÚN COMO
LO ESPECIFIQUE EL
FABRICANTE

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MONTAJE DE LA CULATA
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3
2
1
4
LOS PERNOS DE CULATA
SE APRIETAN DESDE
EL CENTRO HACIAAFUERA
EN FORMA CRUZADA Y
ALTERNADA DE MEDIOS
EN MEDIOS GIROS O EN
TIEMPOS SEGÚN COMO
LO ESPECIFIQUE EL
FABRICANTE

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Reparación
REVISION DE LA CULATA
ESCOBILLA DE
ACERO
CARBONILLA EN LAS
CAMARAS
PARA DESCARBONIZAR LAS
CAMARAS DE LA CULATA, SE
PUEDE UTILIZAR UNA ESCOBILLA
DE ACERO, TENIENDO CUIDADO
DE NO PROVOCAR DAÑOS O RAYAS
EN LA SUPERFICIE PLANA.

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Reparación
REVISION DE LA CULATA
PARA DETERMINAR LA
DEFORMACION DE LA
SUPERFICIE DE LA CULATA,
SE UTILIZA UNA REGLA
METALICAY UN FEELER.
LA DEFORMACION 0.05 HASTA
0.10 mm. MÁXIMO.
CULATA
REGLAFEELER

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Asiento correcto de válvula a su asiento.

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Verificación de desgaste de guías de válvulas.
• Se acepta
habitualmente un
promedio de juego
entre válvula y su
guía de 0.8mm.
• Este chequeo es
fundamental en la
válvula de admisión.

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¡MUCHAS GRACIAS!

46. CFP CHIMBOTE