Camisas de cilindro de motor, materiales, estructura, durabilidad

1. Las camisas de cilindros son piezas perforadas de forma cilíndrica, por la cual
se desplazan los émbolos, cuyas paredes interiores son de superficies lisas y
en algunos casos cromadas para mayor resistencia al desgaste.
Existen dos modos de hacer la parte interior del cilindro, el primero se basa en
dar tratamiento superficial al propio metal del bloque, que consiste en
recubrirlo de una capa muy resistente de otro material distinto del que tiene
el bloque y el segundo radica en colocar dentro del cilindro una pieza
independiente, que es la que recibe el nombre de camisa .

2. Requisitos a tener en cuenta
Las camisas de cilindros deben reunir las condiciones siguientes:
Suficiente solidez para aguantar la fuerza de los gases.
Buena resistencia al desgaste del espejo del cilindro durante un largo plazo
de funcionamiento del motor.
Altas propiedades antifricción y anticorrosivos.
Empaquetadura firme.
Posibilidad de dilatarse en sentido longitudinal (para las camisas húmedas).

3. Tipos de camisas.
Hay camisas secas y camisas húmedas. Las camisas bañadas directamente por
el líquido de refrigeración se llaman húmedas , y las camisas cuya superficie
externa está en contacto con la superficie interna del cilindro reciben el
nombre de camisas secas .
Camisas húmedas
Las camisas húmedas extraen mejor el calor y se usan en
los motores forzados. Los bloques-cárter de camisas húmedas son menos
rígidos que los de camisas secas.
Para aumentar la rigidez de las camisas húmedas su superficie externa se hace
algunas veces con tendones circulares.
Las camisas húmedas se refrigeran mejor y se pueden sustituir con facilidad
cuando se deterioran, sin necesidad de quitar el motor del chasis. En este caso
se montan camisas, émbolosy segmentos nuevos por lo que se encarece el
costo a diferencia de las camisas secas.
Para que conserve su forma geométrica, la camisa tiene dos resaltes anulares
guiadores (uno arriba y otro abajo), siendo el diámetro del inferior algo más
pequeño que el del superior. Las superficies de apoyo de las camisas húmedas
se colocan en unos salientes anulares que tiene el bloque de cilindros cuya
rigidez debe ser suficiente para que al apretar los espárragos se altere lo
menos posible la forma geométrica de la camisa.

4. Camisas secas
El empleo de camisas secas postizas da la posibilidad de conseguir superficies
altamente resistentes al desgaste con pequeños gastos de materiales
de aleación caros.
Las camisas secas se colocan a todo lo largo del cilindro (fig. 1, a) o solamente
en su parte superior (fig. 1, b), donde se observa el mayor desgaste. A veces las
camisas secas se colocan en el cilindro libremente en toda su longitud, dejando
un pequeño huelgo. Así, en algunos motores el huelgo entre la camisa y el
cilindro llega a 0,05 mm. Cuando el motor funciona esta holgura desaparece,
debido a que la [[temperatura]Τ de las camisas no es igual a la de las paredes
del bloque. Las camisas secas ajustadas a presión que se colocan a todo lo
largo del cilindro pueden carecer de rebordes anulares de apoyo.
A diferencia de las camisas húmedas este tipo de camisas permite ser
maquinada, aumentando el diámetro interior, hasta un número de veces
especificados por el fabricante para lo cual se disponen de émbolos y
segmentos nuevos que se ajusten a las nuevas medidas y cuando no admite
reparación puede ser sustituida por una nueva de medida original.

6. El bloque-cárter de los motores de automóvil se hace frecuentemente
con camisas postizas. La rigidez del bloque de cilindros depende del
tipo de camisa y de su ajuste.
Para evitar que la camisa se desplace axialmente si se agarrota
el émbolo se deben utilizar anillos de apoyo de seguridad 1 (fig. 2). La
holgura s permite que la camisa se desplace libremente al deformarse
térmicamente.

7. Los salientes anulares en que descansan los planos de apoyo de las camisas se
pueden hallar junto a la superficie del bloque (fig. 3, a), o a una distancia de dicha
superficie igual a 1/3 - 1/2 del diámetro del cilindro (fig. 3, b), o en la parte inferior
del bloque (fig. 3, c).
Con la posición más baja del plano de apoyo de la camisa con respecto a la culata
de los cilindros, mejoran las condiciones de refrigeración de la parte superior de la
camisa y desciende la temperatura de los segmentos del émbolo.

8. La junta de la camisa con la culata de los cilindros se puede empaquetar haciendo
una ranura circular 1 (fig. 3, b) en la culata de los cilindros, lo que da la posibilidad
de disminuir el espesor de la parte superior de la camisa y, de esta forma, conseguir
que se caliente un poco menos. El área de la superficie anular de apoyo de la camisa
húmeda de fundición no excede del 15% del área del émbolo (fig. 4, a). Los salientes
de apoyo pueden ser de formas diversas (fig. 4, a y b). A pesar de las ventajas que
hemos indicado, el uso de las camisas cambiables complica la construcción del
motor y aumenta su masa y costo.

9. En la mayoría de los casos las camisas se hacen de fundición ácido-resistente de
alta aleación con estructura austenítica, a veces se hacen de acero 38XM1OA.
El desgaste de las camisas, que depende de la dureza de la superficie del espejo del
cilindro, aumenta al disminuir la dureza. Así, por ejemplo, las camisas cuya dureza
es HB 140 - 160 se desgastan 2 veces antes que las que tienen la dureza HB 220 -
250 (siendo la dureza de los segmentos de los émbolos HB 230 -260).
Para elevar su resistencia, el espejo de los cilindros se recubre de una capa delgada
de cromo poroso (de 0,05 -0,08 mm de espesor). Cuando el diámetro del cilindro no
es mayor de 250 mm el recubrimiento antedicho es seguro.
Las camisas de acero se colocan solamente en los motores de gran potencia. El
espejo de estos cilindros se distingue por su elevada resistencia al desgaste, ya que
la superficie interna de la camisa se nitrura. La dura capa nitrurada resiste bien el
desgaste y posee una considerable resistencia a la corrosión a alta temperatura. Al
mismo tiempo aumenta la duración de los segmentos de fundición de los émbolos,
porque el coeficiente de rozamiento de éstos con la superficie nitrurada es
pequeño.
En el desgaste de las camisas y de los segmentos de los émbolos ejerce gran
influencia el acabado de sus superficies (0,35 - 0,45 µ). El recubrimiento con una
capa de cromo poroso del segmento superior del émbolo y el acabado antedicho de
la superficie interna de la camisa contribuyen a elevar la resistencia al desgaste de
las camisas y los segmentos.

10. El espesor de las paredes de las camisas secas se hace igual a 3 - 5 mm, y el de las
húmedas se determina por la correlación S=(0,06 - 0,10) D, teniendo en cuenta la
posibilidad de mandrilar las camisas al hacer la reparación. El espesor de la pared de
la camisa en las secciones de las ranuras de empaquetamiento no debe ser menor de
5 mm, y en las secciones de los resaltes anulares guiadores, 2 -3 mm mayor que el
espesor mínimo
La duración de las camisas se puede aumentar de los modos siguientes:
Instalando un termóstato en el sistema de refrigeración, en cuyo caso
el desgaste de la camisa disminuye en 2 veces por término medio.
Utilizando ventilación en el cárter para desalojar los gases que llegan a él desde los
cilindros.
Empleando filtros de papel de depuración fina.
Depurando el aire en dos etapas.
Colocando delante del radiador persianas mandadas por un termóstato
independiente.