Mantenimiento e inspeccin de los aros de Embolo

Funcin fundamental de los aros de mbolo . La funcin fundamental de los

aros de mbolo es cerrar el espacio que necesariamente ha de existir entre mbolo y cilindro. La diferencia de dimetros entre el mbolo mvil y el cilindro fijo es suficiente para permitir un movimiento libre en las condiciones del funcionamiento. La funcin de los aros es, como queda dicho, la de impedir fugas entre el mbolo y el cilindro al funcionar por efecto de las presiones de compresin y combustin. Otra funcin es la de evacuar el calor del pistn hacia el cilindro y proteger la pel cula de aceite entre estos dos rganos. Los segmentos roscadores de lubricacin regulari!an la lubricacin de los cilindros. Los aros de mbolo han de tener flexibilidad. "on el fin de adaptarse a las irregularidades y desgaste desigual de la camisa, los aros han de tener una cierta flexibilidad o, mejor dicho, han de funcionar en cierto modo como un resorte y, adems, han de poder ejercer una presin adecuada sobre el cilindro y sobre la base de la ranura. La tensin del aro y su flexibilidad son dos caracter sticas muy relacionadas entre si. Tensin o Presin. La tensin del aro se ha de determinar de antemano. Llega a valer de #,$% a #,&# 'g.(cm) y, a veces, ms. *l aro ha de tener +nicamente la tensin necesaria para reali!ar su trabajo. ,emasiada tensin hace dif cil abrir el aro para desli!arlo por el mbolo, sin que se rompa o se deforme. *sta tensin a de ser propia del aro y depende de su mtodo de fabricacin. *l objeto de cualquier mtodo consiste en garanti!ar que es uniforme la presin que el aro ejerce de un punto a otro alrededor de su circunferencia. "uando un aro no ejerce una presin uniforme, aun en el periodo de rodaje, se hallarn lugares pardos o quemados sobre los aros, donde la presin sea demasiado baja y se hayan producido fugas de gas. El roce del aro de mbolo. Los aros funcionan con un ro!amiento considerable, aun con un engrase adecuado. La tensin ejercida por el aro, ms la presin del gas que act+a detrs del aro, le obliga a apoyarse contra la pared del cilindro con una presin considerable, cercana corrientemente a la existente en el cilindro, encima del mbolo. *sta presin ejercida por el gas es mxima durante un -%. aproximadamente de la carrera del pistn, a partir del principio del encendido. La camisa, en el extremo inferior de la carrera del mbolo, se desgasta tan poco que casi no es medible, lo que indica que la presin del aro sobre la camisa del cilindro es muy reducida al final de la carrera. Cierre producido por los aros. La accin de cierre de un aro a consecuencia de su presin sobre la camisa del cilindro, como resultado de slo su tensin, ser a suficiente para garanti!ar que el cilindro estuviese bien cerrado. *n la prctica, se emplea ms de un aro, y entonces cada uno soporta la presin que escapa por el aro de encima, y se escalona la presin hasta un valor bajo que depende del n+mero de aros, y del tipo y de los detalles del motor. *ste modo de soportar la presin se llama el /principio del laberinto0, seg+n el cual los aros proporcionan un paso tortuoso que ofrece resistencia a la presin que escapa, dndole, en lugar de un paso directo, un paso laber ntico. La presin del gas mantiene el aro contra el lado inferior de la ranura, sobre la base, y, al mismo tiempo, le obliga a salir contra la pared del cilindro. Los cierres de los aros estn alternados, disposicin que proporciona el paso restringido en el 1

espacio de encima y de detrs del aro. La presin del gas slo puede pasar del cierre de un aro al del siguiente, siguiendo -&#1 de la circunferencia del aro, por detrs y por delante. ,e este modo, los gases contin+an pasando de un cierre de aro al cierre del siguiente, reduciendo, en cada paso, su velocidad, y disminuyendo por consiguiente, su presin. Nmero de aros por pistn. "uando el n+mero de aros es suficiente se puede considerar despreciable la presin de gas que fuga por el +ltimo aro del mbolo, y, por tanto, la cantidad total de gas es peque2a, y aun cuando las fugas en el primer aro sean considerables, la presin que se pierde no tiene importancia. *sto sucede, desde luego, suponiendo que los juegos lateral y posterior se mantengan con un valor correcto y que los huelgos del cierre no sean demasiado grandes. "uando los aros tienen un ajuste adecuado, no hay fuga perjudicial hasta que la camisa queda desgastada ms all del l mite admisible y permite que haya demasiado juego de huelgo libre. El asiento de los aros. 3ienen una importancia extremada un pulimento elevado de las superficies ro!antes y el asiento adecuado del aro sobre la pared del cilindro y sobre la base de la ranura. "uando el aro se ha asentado de un modo adecuado, ha adquirido un pulido elevado. *ntonces slo una cantidad reducida de gas puede pasar entre el aro y la pared del cilindro, para ejercer una presin que tienda separarlos. La presin que hay encima del aro y detrs del mismo es mucho mayor que la que existe en el espacio que hay entre el aro y la pared de la camisa del cilindro4 de modo que el aro se mantendr salido en todo momento, a menos que el aro vibre o /silbe0. ue!o lateral. *s la diferencia existente entre el ancho de la ranura del aro y el espesor del aro. 5e ha de mantener a un m nimo compatible con la libertad adecuada del aro en la ranura. *l encargado de la conservacin del motor ha de mantenerlo as . *l tama2o del mbolo y la posicin del aro sobre el mbolo, as como otros factores, es lo que determina el juego lateral, que puede oscilar entre #,#% y #,6# mm. "uando las ranuras estn desgastadas, o hay un juego excesivo, la carbonilla se acumula en el juego posterior 7entre el aro y la parte cil ndrica de la ranura8 y entre el aro y la parte superior de la ranura, hasta el punto de que puede quedar pegado. La formacin de escalones en las ranuras del aro. *l ensanche de la ranura del aro ocurre despus de un periodo largo de funcionamiento. 5e dice que el aro martillea de un modo efectivo el material de la base de la ranura, debido al movimiento alternativo del mbolo. 9na ve! que se ha presentado el juego lateral excesivo, como resultado del desgaste gradual de la ranura, aumenta con rapide! la accin de martilleo del aro sobre la cara inferior de la ranura4 de aqu nace la necesidad de sustituir los aros desgastados cuando el desgaste ha alcan!ado el l mite determinado en cada caso por la experiencia. Los aros martillean un escaln sobre la cara inferior de la ranura debido al hecho de que la profundidad radial del aro es menor que la profundidad radial de la ranura, con el fin de permitir el movimiento del aro, de modo que a medida que el aro se desgasta se va formando el escaln. 3al escaln estorba para el ajuste adecuado de un aro nuevo. *l escaln se ha de quitar mecani!ando la ranura, de modo que se pueda colocar un aro ms ancho. Los aros nuevos nunca se han de colocar en ranuras que tengan el escaln. *l aro se come un ancho de metal que es exactamente igual a su propio ancho, mientras que en el fondo, en la parte del juego posterior, queda un poco ms de material. "uando se coloca un aro nuevo, su profundidad radial es mayor que la del aro desgastado desmontado, y de este modo el aro nuevo trope!ar con el escaln que ha quedado en la ranura. :or esta ra!n es que se han de quitar los escalones antes de ajustar nuevos aros. 2

"efectos en la aplicacin de los aros sobre el cilindro. 5i los aros no se

asientan de un modo adecuado, o si, por cualquier ra!n, hay fugas de importancia, los gases calientes que pasen entre el mbolo y la pared del cilindro quemarn el aceite de engrase. ;s llega el momento de entrar en contacto los dos materiales directamente, los mbolos se atascan y generalmente ocurre en breve pla!o una aver a del motor. 3iene importancia el que los aros estn ajustados de un modo apropiado y que asienten de manera adecuada al poco tiempo de ser montados. Comprobacin de fu!as en los aros. *l ensayo de aire comprimido se usa en los motores que se ponen en marcha con aire comprimido, para comprobar la junta estanca que forman los aros. *l motor se coloca en el punto muerto superior de un mbolo y se da el aire de la puesta en marcha4 la presin del aire act+a sobre el cilindro en su posicin de encendido. "on un manmetro colocado en los grifos del indicador, el descenso de la presin, despus de quitar el aire, indica la rapide! de las fugas. 5i los aros estn pegados, o no se asientan bien para poder mantener la presin, sta descender con rapide! cuando se quite el aire. *l escape del aire se puede o r por las aberturas del crter. *stos ensayos se han de hacer inmediatamente despus de parar el motor, puesto que un motor fr o puede perder la presin con rapide! a pesar de estar en buen estado. "uando el motor est muy fri, el aceite de engrase de las ranuras de los aros est muy viscoso y stos se mueven con dificultad, lo cual produce rpidas fugas. Para #acar aros pe!ados. La salida de los aros pegados con carboncillo de un mbolo se facilita sumergiendo el mbolo en removedor de carbn l quido denominado removedor de carbn durante alg+n tiempo. $nspeccin e instalacin de aros. ;menos que el aro sea perfectamente plano, se puede trabar en la ranura. Los aros se pueden torcer al manejarlos, o al caer al suelo. *s una buena costumbre, antes de instalar los aros, la de colocarlos sobre un mrmol o un vidrio plano. *ste mtodo ayuda a determinar si los aros estn arqueados o no se asientan planos. *l mejor modo de proceder a instalar aros consiste en recorrer el aro con una lima fina para quitar las rebabas y la suciedad de los borde del aro, quitando particularmente las rebabas de los bordes interiores y los extremos del huelgo. Los bordes de las ranuras de los aros tambin han de quedar libres y lisos4 se puede aplicar una lima usada para alisarlos. 5e han de quitar todas las rababas de los apoyos del aro en el pistn. Los aros se han de limpiar frotndolos con un trapo limpio, pero no con cabos de algodn. 3iene importancia el quitar la suciedad y las materias extra2as, porque las peque2as part culas de suciedad y arena llenaran los espacios previstos para el juego del aro y estorbaran su libertad de movimientos en la ranura. La deformacin de los aros. *s necesario evitar la deformacin del aro cuando se coloque en el mbolo. <esulta prctico el uso una herramienta especialmente dise2ada para este objeto. ue!o posterior. La diferencia entre la profundidad radial del aro y la de su ranura se llama juego posterior. *ste ha de ser suficiente en todo momento para que entre bien el aro cuando se le empuje en la ranura, y adecuado para evitar que el aro se apoye con excesiva fuer!a sobre la camisa, aun cuando haya algo de carbonilla detrs. 5i el aro sale del mbolo cuando se apoya sobre el fondo de la ranura, el empuje lateral del mbolo da lugar a un rpido desgaste del aro y de la camisa. *s posible que mucha parte del desgaste del cilindro se pueda atribuir a esta circunstancia, lo que ocurre cuando se permite que se acumule carbonilla en la parte

de las ranuras destinadas al juego posterior. *sta formacin de carbonilla se ha de quitar sacando los mbolos con la frecuencia que sea necesario. El %ue!o de la abertura. Los aros se alargan o dilatan cuando se calientan en servicio y sus extremos se tocaran, a menos que el huelgo sea suficiente para evitarlo. Los aros, cuando juntan sus extremos, forman un arco slido y r gido alrededor del cilindro y se rompen con rapide!, rayando el cilindro al atascarse parcialmente. "uando los aros se rompen durante el funcionamiento, es probable que los extremos muestren puntos brillantes, que es indicio de falta de juego. *l juego adecuado en el huelgo depende del tama2o del motor y de otros factores. Los aros se han de ajustar de modo que tengan un juego de huelgo m nimo en la seccin ms peque2a del cilindro, usualmente cerca de la parte inferior de la carrera de los aros. "uando el juego de la abertura es demasiado grande las fugas aumentan sensiblemente. Mtodos para reducir las fu!as por el huel!o. "omo una gran parte de la cantidad total de gases que escapan por los aros pasa por su abertura extrema, se han hecho esfuer!os para limitarla mediante el uso de modelos sesgados o cortados en ngulo, o bien, en escaln. 9n aro sesgado se puede ajustar ms cerrado que el de una junta a escuadra, o escalonada, puesto que la diferencia de dimensiones de la abertura se mide formando ngulo recto y a lo largo de la l nea del mbolo, y el juego puede ser menor que en otros tipos de junta. 5in embargo esta diferencia es muy peque2a y, por este motivo, es frecuente usar juntas cortadas a escuadra, por ser ms sencillas de fabricar y de empleo ms fcil. Otros mtodos para reducir las fugas por la abertura consisten en el uso de aros de dos pie!as, y de tres pie!as, especialmente en cilindros desgastados, tales como los aros /,ouble 5eal0 y muchos otros tipos similares. La instalacin de cualquiera de estos aros especiales requiere una atencin cuidadosa en las instalaciones dadas para su uso. *n cilindros desgastados se obtienen buenos resultados con tales aros cuando se instalan de un modo adecuado. La inspeccin de los aros & de las ranuras de los mbolos. *n las condiciones efectivas del servicio son muchos los problemas de funcionamiento y mantenimiento que se plantean sobre el estado del aro de mbolo y su ranura. Los principales factores relacionados con las dificultades que producen los aros o las consecuencias de dichas dificultades son= -.> ,epsitos, materias extra2as y abrasivas. 6.> *l engrase insuficiente o parcial, y el uso de un aceite lubricante malo, no adecuado para el motor en cuestin. $.> *l abuso del motor, sobrecarga, etc. ?.> @ugas debidas a aros, y ranuras desgastadas. "uando los mbolos se sacan para inspeccionarlos al hacer el recorrido del motor, se efect+a un examen cuidadoso de los aros, y un estudio de los datos y sus relaciones con los factores involucrados en las anomal as observadas en los aros, revelan las causas que conviene eliminar. Aay muchas y buenas ra!ones para hacer estas inspecciones cuidadosas y tratar de valorar los datos observados, lo cual resulta ms evidente, a medida que progresa la inspeccin. *l objeto de tal inspeccin es hallar las ra!ones bsicas de la existencia de las anomal as. *l inspector busca las siguientes se2ales cuando se inspeccionan los aros=

-.> @alta de engrase. 6.> "orrosin de pie!as del motor y de los aros. $.> ;ros pegados y obstruccin de las canales del aceite. ?.> ,esgaste excesivo de los aros, incluso la rotura. %.> ,epsitos excesivos de carboncillo, formacin de lacas y depsitos en las ranuras de los aros. Los mbolos y los aros se examinan con todo cuidado, y se hacen observaciones sobre los siguientes puntos, que son esenciales en dicha inspeccin= -.> ,epsitos en las ranuras de los aros. 6.> ,epsitos en la superficie del mbolo entre ranuras. $.> "antidad de depsitos por encima del aro superior. ?.> ,epsitos en las ranuras del aro rascador y sus agujeros. %.> ,eposito de lodos en las tuber as de engrase. B.> Lodos y lacas sobre el mbolo, camisa, etc. C.> 5uperficie de la camisa rayada o spera. &.> ,esgaste de la camisa del cilindro. D.> ,esgaste del aro superior. -#.> "orrosin de determinados puntos. 5e recomienda el uso de @ormatos adecuadas para hacer los informes de la inspeccin.

'ros pe!ados. "uando se sacan los mbolos para inspeccionar los aros, se ha
de seguir una norma cuidadosa al hacer observaciones visuales, y un estudio del estado del motor y de los aros. 5e entienden comprendidos en ello el estado de las tuber as de un engrase, el funcionamiento del motor, y, en general, los resultados de un recorrido total del motor. *l motor se ha de hallar bien limpio y con el mbolo y los aros funcionando satisfactoriamente sin un desgaste indebido, o bien se hallar en un estado intermedio entre la debida limpie!a y el estado peor que se pueda presentar. Las observaciones que necesariamente se han de hacer y el mtodo para anotar observaciones se desprenden del tipo de @ormato usado para el informe. 5e ha de distinguir si los aros estn libres, flojos, cerrados o pegados. 3ambin se indican el lugar en que ocurren estas circunstancias, as como la naturale!a del depsito. *l significado de cada una de estas expresiones se da en las siguientes descripciones= a8 b8 9n aro libre es el que cae en su ranura por su propio peso cuando el mbolo pasa de la posicin vertical a la hori!ontal. 5i no lo hace es= 5emilibre, en cuyo caso, no caer por su propio peso al pasar el mbolo de la posicin vertical a la hori!ontal, pero se mueve con facilidad mediante una presin moderada de los dedos. 5i no esta as , est= "errado o sujeto, en este estado, no se mover en su ranura con una presin moderada de los dedos, pero tendr una superficie brillante y bien pulida, indicio que aun se haya libre durante el funcionamiento, pero que en la ranura hay ya una cantidad mxima de depsitos.

c8

d8

9n aro pegado, es el que no se mueve con una presin moderada, y, al mismo tiempo, su cara est cubierta con laca o depsitos de carbonilla de varios espesores, en toda su circunferencia, o en parte de ella. :uede estar pegado parcialmente o por completo, como resultado de los depsitos existentes, torcido, etc. 9n aro pegado no se mueve en su ranura y no se apoya sobre la pared del cilindro durante el funcionamiento del motor.

"epsitos situados por encima del aro superior. Los depsitos situados encima del aro superior estn estrechamente relacionados con la eficacia de la combustin y la tendencia del aceite de engrase a formar carboncillo. *l deposito puede ser ligero y sin importancia, o puede adoptar todas las formas intermedias hasta llegar a que el rea de encima del aro superior este cubierta en un -##. por un carboncillo duro y espeso, o por una laca que llene por completo el espacio del juego existente entre el mbolo y el cilindro. 5e toma nota del tanto por ciento del rea cubierta por estos depsitos, as como la de la naturale!a de los depsitos mismos. 3ambin se observa el espesor de los depsitos, que puede variar entre una capa delgada que ocupe una cuarta parte del juego entre el mbolo y el cilindro, hasta una capa semigruesa, de unos tres cuartos del juego, o hasta una capa gruesa, que llene por completo el espacio del juego. 3ambin se ha de tomar nota de las caracter sticas de los depsitos. *stos variarn entre carboncillo blando, carboncillo semiduro, laca, hasta carboncillo duro 7quebradi!a8. Los depsitos en la ranura del aro. *l rea circunferencial de la pared interior de la ranura puede cubrirse en un -##. con un carboncillo duro y espeso o una laca, o bien puede estar limpia y libre de depsitos. *l espesor de los depsitos se ha de determinar en cuatro posiciones de la pared interior de la ranura, del mismo modo que se ha indicado para los aros. 5e ha de tomar nota del tanto por ciento de rea cubierta. ;qu tambin se han de anotar los espesores de los depsitos, que sern= a8 limpio, b8 muy delgado, c8 delgado, d8 medio grueso, o e8 espeso. *l carcter del depsito ser= a8 laca ligera, b8 lodo blando, aceitoso, c8 carboncillo blando, d8 carboncillo escamoso 7semiduro8, o e8 carboncillo duro 7quebradi!a8. Los depsitos en el mbolo( entre los aros. *l rea de la superficie lateral del mbolo, comprendida entre los aros de compresin, puede estar limpia, o cubierta con carboncillo duro y espeso, con laca o carboncillo media, las cuales, a su ve!, pueden ser muy delgada, delgada, semigruesa o gruesa. *stas circunstancias tienen igual significado que para el rea situada encima del aro superior, por lo que se refiere al espesor del depsito en relacin con el juego existente entre el mbolo y el cilindro.

"es!aste de los aros de compresin. 5e considera importante el determinar durante una inspeccin del cilindro y el mbolo, la importancia y la velocidad del desgaste de los aros de compresin. 5e pesa el aro superior y el tanto por ciento de prdida en peso se calcula a base de -### horas de funcionamiento del motor. :ara motores peque2os, de menos de $## "E, sta ha de ser menor que un -#. del peso primitivo del aro. 5e puede pesar un cierto n+mero de aros superiores sacados del motor y el mismo n+mero de aros nuevos iguales, calculndose la prdida sobre la base del periodo de -### horas. :ara motores mayores, se puede usar otro mtodo. La velocidad mxima de desgaste ha de ser cuando el tanto por ciento del aumento del juego del cierre del aro de compresin montado se hace un $##. de su valor primitivo, en -### horas de funcionamiento del motor. *xcluyendo el periodo inicial de rodaje, la primera comprobacin se ha de hacer antes de transcurrir ?%# horas de funcionamiento efectivo. "uando se desee comprobar el desgaste con mucho cuidado y exactitud, durante los primeros meses de funcionamiento de un motor nuevo, la comprobacin se puede repetir cada 6%# horas, o ms a menudo. "uando se desee probar un nuevo modelo de aro, o ensayar los meritos de un aceite de engrase, es importante efectuar una medicin cuidadosa del desgaste de los aros. La aparicin de una superficie )spera por encima del aro superior. *l peor estado en que se puede hallar corrientemente la superficie situada encima del aro superior es el ser fuertemente spera. Los motores que tienen parte de sta rea convertida en una superficie spera algo considerable, estn lejos de funcionar satisfactoriamente. La aspere!a puede ser ligera o fuerte, y se ha de indicar y mostrar el informe. "uando esta parte del mbolo est muy mellada o spera, es que el mbolo del motor funciona caliente y se puede haber deformado o dilatado, como resultado de la accin del calor, hasta tal punto que deba ser sustituido para evitar un da2o continuado en la camisa del cilindro.

El an)lisis de los informes de la inspeccin. Fo hay que decir que se pueden hacer varios usos de los datos que resultan de una inspeccin detallada del mbolo y los aros. Las siguientes son varias de las cosas que evidentemente se pueden hacer=
-.> 5e puede determinar con una exactitud mayor el tiempo que debe transcurrir entre dos inspecciones o recorridos consecutivos. 6.> 5e puede determinar la velocidad del desgaste y prever la necesidad de sustituir aros. $.> ,espus de un cierto periodo de tiempo se puede llegar a saber si es adecuado el aceite de engrase, el aceite combustible, y si el motor conviene al uso a que est destinado. ?.> *n ciertas circunstancias, ser a conveniente hacer llegar esta informacin al constructor del motor, quien puede aconsejar las medidas que se han de tomar en el caso de que el funcionamiento sea decididamente no satisfactorio. %.> *stas observaciones de los estados del mbolo y los aros del motor, tienen una relacin definida con la clase de aceite de engrase usado y el servicio que presta el motor. *l suministrador del aceite puede aconsejar inmediatamente respecto a un cambio en las especificaciones, en el caso de que el funcionamiento no fuera satisfactorio, o que el aceite no diera buenos resultados. *s evidente que una inspeccin cuidadosa y la comprensin de los datos que de ella resultan, contribuyen de un modo importante al funcionamiento satisfactorio y

econmico. "ualquier Gngeniero del mantenimiento puede recoger estos datos y tomar nota. 3odos los juegos laterales y del huelgo o abertura entre puntos del aro de mbolo se han de comprobar cada ve! que se inspeccionen los aros. 5e ha de observar especialmente que el juego lateral o axial se debe tanto al desgaste de los aros como al de sus ranuras. *s esencial poder llegar a conocer qu parte del juego se debe al desgaste de la ranura y qu parte se debe al desgaste del aro. *s evidente que cuando las ranuras de los aros se han desgastado de un %#. del juego mximo admisible para un aro desgastado, el nuevo aro instalado dar solamente la mitad del servicio que prestar a en una ranura nueva. ; medida que las ranuras se desgastan, disminuye la duracin probable de los aros. La comprobacin del juego entre el mbolo y el cilindro, en relacin con el espesor del depsito acumulado sobre el mbolo, encima del aro superior, y en el cuerpo del mbolo, entre aros, y en las ranuras de los aros, se ha de determinar con todo cuidado. "uando este espacio se ha llenado de carboncillo o de goma pegajosa, el mbolo avan!a con dificultad y deja de transmitir su calor, y este estado, si contin+a, contribuye a que los aros se peguen. Los depsitos de carboncillo de estas reas funcionan como aisladores del calor, impidiendo el enfriamiento adecuado del mbolo y los aros. 5e ha dicho que la seccin del mbolo que lleva los aros disipa del %# al B#. del calor que ha de salir de esta seccin del mbolo. *l resto del calor absorbido por esta parte del mbolo ha de ser radiada a las camisas de refrigeracin por transmisin directa del mbolo a la pared de la camisa del cilindro y, hasta cierto punto, al aceite del engrase. La reduccin de la capacidad del mbolo para disipar calor hace que el funcionamiento del motor sea peligroso. :or consiguiente, es evidente que al dejar el mbolo relativamente libre de depsitos asegura ms satisfactoriamente su funcionamiento, permitiendo que ste permane!ca ms fr o y que la disipacin del calor est de acuerdo con lo previsto al proyectar el motor. Huchos motores peque2os tienen los aros superiores instalados con juegos laterales comprendidos entre #,#%# y #,#CB mm. con mbolos de dimetros que var an entre CB y -6C mm. 9na regla m nima es un juego de #,#? mm. por mil metro de dimetro de mbolo 7y para algunos de los motores ms viejos, grandes, lentos y de gran potencia, hasta #,##B mm. por mil metro de dimetro8 para el aro superior de los motores grandes. *sto representa de - a -,% mm. para un mbolo de unos 6%# mm. de dimetro. 9na diferencia de temperaturas de --# a -C#1 ", entre el mbolo y la pared del cilindro no es fuera de lo corriente en un motor ,iesel. "omo los aros alcan!arn aproximadamente igual temperatura que el mbolo, especialmente el aro superior, y como la temperatura de la pared del cilindro no es menor que la del agua de refrigeracin, la temperatura del aro es de unos -B#1 ". si esta temperatura aumentara como resultado de los depsitos aislantes y las incrustaciones en las ranuras, en el cuerpo del mbolo, entre ranuras, y encima del aro superior, y alcan!a un valor de 6##1 ", una gran parte del aceite de engrase comen!ar a a descomponerse y formar carboncillo. *l calor y los efectos de temperatura producidos por los depsitos en el mbolo son progresivos4 un ligero aumento en el espesor de los depsitos dar un aumento creciente en la temperatura del mbolo y los aros. La temperatura pronto alcan!a un grado en que se cuece el aceite de engrase, que forma depsitos gomosos de laca y, a veces, carbonilla dura, que pegan los aros, y contribuyen a que el funcionamiento sea muy defectuoso. La limpie*a de los depsitos de carboncillo. *n los primeros d as del motor ,iesel, el tener que limpiar los depsitos de carboncillo era un hecho frecuente. ;unque en los motores modernos esto se ha reducido, el motor se ha de hacer

funcionar de un modo adecuado, observando en su conservacin prescripciones de carcter preventivo, y la eliminacin de los depsitos de carbn entre las que han de figurar principalmente. 'ros +ue ,ibran o -#ilban.. *n algunos casos se ha indicado que la rotura de los aros y las dificultades que producen se deben a su vibracin. Los aros vibran for!ados hasta alcan!ar una frecuencia de resonancia. 5e dice que cuando un aro alcan!a esta vibracin de resonancia, permanece en movimiento radial constante, entre la pared del cilindro y el fondo de la ranura. *sto permitir a que las presiones de la combustin pasen por los aros, y tambin permite que el aceite entre en la cmara de combustin. Los aros bien ajustados con un juego m nimo estn menos expuestos a comportarse de este modo. *s dudoso que sea muy corriente el fenmeno descrito, pero debe tenerse presente si se produce una rotura sin que se ponga en evidencia una causa clara. *n cualquier caso, hay que entender que este fenmeno solo puede presentarse en los motores ,iesel rpidos.

9n juego de abertura demasiado peque2o es corrientemente la causa de la rotura de los aros en funcionamiento. *n este caso, cuando el motor se pone en marcha, los aros absorben calor con ms rapide! que lo que se llega a dilatar la camisa, sus extremos se cierran a tope, y los aros se rompen. *s cierto que las fuer!as de inercia de la masa del aro tienden a empujar los aros fuera de la ranura, durante la +ltima parte de la carrera de ida y la primera parte de la carrera de regreso. *ste

10

efecto es despreciable en los motores con velocidad reducida del mbolo y equipados con aros estrechos, y es probable que los aros permane!can en la posicin requerida durante las carreras de compresin y de expansin. 5in embargo, si los aros abandonan efectivamente sus asientos cerca del extremo de la carrera de compresitos del mbolo, debido a su propia inercia, habr algo de fuga de gas entre los aros y sus asientos en las ranuras. *ste efecto se confundir usualmente por las fugas por las aberturas, especialmente cuando sea suficiente para producir una perdida de potencia. 9n cilindro y un mbolo con ranuras en buen estado y con aros en contacto intimo con la pared del cilindro, han de tener muy pocas fugas por las caras de las aros, si estos aros no vibran saliendo y entrando en la ranura. Las fugas entre los extremos de los aros son relativamente peque2as e insignificantes, as mismo su efecto sobre la pel cula de aceite de engrase, si se comparan con las fugas entre la cara de los aros y la pared del cilindro, cuando estas en realidad tienen lugar. Eale la pena el investigar este asunto, cuando haya prueba de que ocurren los fenmenos que describimos. Modelos especiales de aros. 5on muchos los modelos especiales de aro de mbolo que se ofrecen como una solucin del problema de mantener la compresin en los motores ,iesel, especialmente con cilindros desgastados. 3ales aros son usualmente ms anchos que los aros sencillos o standard, debindose disponer un ancho especial de ranura para usarlos. *stos aros cuestan tambin ms que los aros sencillos, pero, en muchos casos, el costo es insignificante en comparacin con la duracin adicional que se puede obtener de las camisas y mbolos desgastados, cuando se usan tales aros. 5e han de instalar en ranuras adecuadas y se ha de procurar no colocar abajo la parte que ha de ir arriba. 3ambin hay que determinar si se pueden emplear en la ranura superior y cuantos se necesitan adems de los aros sencillos o standard. Modo de proceder a su instalacin. La instalacin de los aros de mbolo con falta de juego lateral o axial suficiente en la ranura superior, puede dar como resultado que los aros se peguen, y, muy a menudo, que se rompan en un pla!o muy corto. Otro factor que puede ser la causa de la rotura de los aros de mbolo es la instalacin de los aros con falta de abertura entre puntas. Las !onas del mbolo entre ranura y ranura se rompen con facilidad si se pretende quitar el mbolo del cilindro sin eliminar el saliente o !ona no desgastada, de la parte superior del cilindro. "uando el cilindro del motor este muy desgastado, dejando un saliente o pesta2a considerable en su parte superior y se empuja el mbolo para hacerlo pasar por esta parte que conserva el dimetro original. 5e puede romper el mbolo entre el primer y segundo aro. *s necesario tomar algunas precauciones sencillas a fin de evitar rotura de los aros y de las !onas de mbolo entre ranuras, a saber= -8 68 Iuitar el saliente o pesta2a de la parte superior del cilindro antes de extraer el mbolo, para evitar la rotura del apoyo de los aros en el mbolo debido al choque con dicha parte no desgastada. ,eterminar si la ranura de los aros del mbolo estn desgastadas y, en su caso, si el desgaste es excesivo. "omprobar que las bases de las ranuras de los aros son planas y sin desigualdades, muescas o rebanadas. Gnstalar solo aros de elevada calidad procedente de fabricantes acreditados. ;justar los aros con un juego axial adecuado, en todas las ranuras y comprobar que estn de acuerdo con las tolerancias determinadas

$8 ?8

11

%8

B8

por el fabricante del motor. :rocurar que el juego entre puntas sea adecuado pero m nimo para todos los aros del mbolo. ;l entrar un mbolo en su cilindro, hay que asegurarse de que los aros no golpean contra la parte superior del bloque de cilindros. Aay que asegurarse de que los aros no se estropean al cerrarlos con el dispositivo adecuado para hacerlos entrar. ;segurarse de que el motor funciona sin demasiadas detonaciones y vibraciones. Las detonaciones estn intimadamente relacionadas con la rotura de los aros y del mbolo.

/esumen de las normas +ue con,iene usar. "onsultar el libro de instrucciones para llevar a cabo un modo de proceder exacto en todos los casos de mantenimiento. *s imprescindible destinar el tiempo suficiente para el examen de los aros, y las ranuras de los aros, con el fin de medir el desgaste y determinar, si es posible, si las dificultades existentes se pueden remediar. Consecuencia de las insuficiencias de los %ue!os axiales o laterales.
"uando el juego lateral del aro es insuficiente, el aro no puede efectuar el movimiento requerido para llevar a cabo su funcin de hacer junta estanca, y se cubre de carboncillo, y se puede pegar. 9n juego excesivo, por otro lado, especialmente en los motores de cuatro tiempos, permite al aro golpear la superficie de apoyo de su ranura. *sto se produce a causa de la inversin de las fuer!as al pasar de la carrera del escape a la de admisin4 la inercia del aro lo obliga a abandonar uno y otro apoyo alternativamente durante una vuelta de cigJe2al. *l aro se separa de una base de la ranura y da un golpe seco sobre la otra, cuyo ruido se puede o r, a veces, escuchando con atencin cerca de la !ona de los aros. "uando el juego es grande, el movimiento se oir como un martilleo intenso. *l resultado es que el desgaste forma escalones en la ranura. Las caracter sticas del dibujo y las condiciones especiales de funcionamiento dan lugar a variaciones en la determinacin de los juegos que hay que adoptar. La comprobacin de la tensin diametral . La fuer!a ejercida para cerrar el aro, aplicado seg+n el dimetro perpendicular al de la abertura, hasta que el dimetro del aro sea el del cilindro o el juego sea adecuado, se llama tensin diametral. *sta se puede determinar colocando derecho el aro sobre la plataforma de una bscula o balan!a, con la abertura situada en el dimetro hori!ontal y a2adiendo despus pesos en la parte superior del aro hasta que se cierra y tiene el juego correspondiente. "uando el peso del aro se resta de la indicacin de la bscula, el resultado es la tensin diametral en Kilogramos. *s tambin necesario conocer que es lo que se entiende por /tensin tangencial0, que es el empuje necesario en los extremos del aro para reducir la abertura o juego entre puntas correspondiente. *n los informas relativos a inspecciones de aros se han de mencionar la tensin original as como de todos los juegos, y los dimetros tomados 5e anotaran estas mediciones en @ormatos adecuados para comparar las mediciones que se obtengan en reconocimientos sucesivos. "esmonta%e de los aros pe!ados. Los aros pegados se pueden recuperar cuando se compruebe que el desgaste y la tensin del aro son aceptables. "uando los aros estn tan cubiertos de carbonilla y pegados en las ranuras que sea necesario hacer esfuer!os especiales para sacarlos, hay que comprobar la tensin. :ara sacar los aros, el mbolo se saca del motor y se deja en remojo con l quido removedor de carbn. "uando un aro este tan pegado que no se pueda sacar o aflojar ser necesario romperlo para sacarlo. ; veces, la ranura del aro queda estropeada a menos que se tenga cuidado de no da2arla al arrancar el aro. "uando el aro se afloje y una ve! 12

sacados los aros se han de limpiar quitando despus todas las rebabas con una lima fina. Luego hay que comprobar los aros sobre un mrmol para determinar si han sido for!ados o deformados en forma de espiral. 5e ha de comprobar la tensin y se han de comparar con los correspondientes a aros nuevos. La colocacin de aros en la ranura. 5e ha de tener gran cuidado en asegurarse de que la ranura de los aros estn en buen estado. 5i hay escalones en las ranuras o cualquier desgaste que deshaga el ajuste y paralelismo de las ranuras, el mbolo se ha de colocar en un torno y tornear las ranuras hasta que queden correctas. "ada aro se ha de ensayar en su propia ranura entrando la cara del aro en la ranura y hacindole dar una vuelta completa alrededor del mbolo. *l juego axial se ha de ensayar en varios puntos, colocando a travs de la ranura y el aro un feeler la abertura entre puntas de cada anillo se deben comprobar antes de ser instalado. 5i aparece una obstruccin o agarrotamiento, se ha corregir antes de instalar el aro. *l aro se ha de instalar con el lado correcto hacia arriba y en la ranura a que se le destine. ,espus de que los aros estn en su lugar, se volvern a comprobar para ver si cada cual se mueve libremente en su ranura. 5e emplear un mtodo apropiado para hacer entrar los aros en la parte interior del cilindro cuando se coloque el mbolo. Iue los aros de mbolo estn bien ajustados, libres en sus ranuras, y con juegos correctos, es requisito previo para un buen funcionamiento del motor, bajo costo de mantenimiento y buena econom a de combustible. Los aros mal ajustados son causa, en general, de un aumento de las fugas y un peor engrase del cilindro, lo cual, a su ve!, acelera el desgaste de la camisa. Los aros se cubren de carboncillo, las camisas se rayan, se pierde la compresin, ocurre una contaminacin del aceite de engrase y se nota una perdida de potencia. 3odas estas dificultades pueden ser debidas directamente a aros mal montados. "uando se vea que los aros estn bien montados y ajustados, habr que investigar las otras causas de posibles anomal as en los aros.

Lista de comprobaciones +ue ha& +ue hacer cuando ha& aros pe!ados.
"uando se han de tratar problemas de aros de mbolo es necesario estudiar cuidadosamente un n+mero considerable de hechos y causas relacionados con los aros y que contribuyen a provocar dificultades con los aros4 es necesario examinar as mismo de una manera general todo el funcionamiento del motor. Lo que se expone a continuacin puede servir como orientacin sobre el modo de proceder al tratar de locali!ar las causas de las perturbaciones= -8 @uga de gases a8 b8 ,ebidas a la deformacin del mbolo4 lo cual, a su ve!, puede ser debido= a.> un mbolo recalentado, o b.> a la falta de alineacin. ; la deformacin del cilindro, lo cual se puede atribuir a una insuficiente circulacin del agua de refrigeracin.

68 :aredes de cilindros speras o rayadas a8 b8 "ilindros desgastados. Lmbolos desgastados o deformados.

$8 ;ros de mbolos desgastados. ?8 Muego axial excesivo en la ranura 7parte superior de esta8.

13

%8 ;ros de mbolos dbiles4 @alta de tensin. B8 Muego axial insuficiente en la ranura del aro. C8 ;ceite de engrase de mala calidad. &8 "arboncillo por malas combustiones. D8 ;cumulacin en la cmara de combustin de polvo procedente del aire de admisin -#8 3emperatura elevada de los aros de mbolo debido a= a8 b8 c8 d8 e8 f8 Hotor funcionando con sobrecarga. Eiscosidad incorrecta del aceite de engrase. *ngrase insuficiente. *nfriamiento insuficiente del cilindro o del mbolo. @alta de agua de refrigeracin. Gncrustaciones en la parte exterior de las camisas, lo que da una elevada temperatura en el cilindro.

--8 @uncionamiento defectuoso de las vlvulas debido a= a8 b8 Elvulas deformadas. Elvulas pegadas, etc.

; veces, cuando un aro rascador se llena de depsitos, de modo que ya no trabajan como es debido, llegan a los aros de compresin grandes cantidades de aceite de engrase y los pegan en sus ranuras, originando fugas excesivas. Los depsitos en los aros rascadores se forman en un principio, a causa de las fugas debidas a la deformacin del cilindro si la camisa est mal montada. *sto puede permitir que los gases calientes lleguen hasta los aros rascadores, solidificando los depsitos presentes constantemente en los aros rascadores, quemando el aceite y haciendo, por este motivo, depsitos adicionales, que cubren, con rapide!, los aros rascadores.

Cuestionario
-8 68 $8 ?8 %8 Hencionar las funciones fundamentales de los aros de mbolo. N:or qu a de tener flexibilidad el aro de mboloO N"mo se obtiene la flexibilidad del aro de mboloO N"uales son los mtodos usados para imprimir tensin a los arosO NIu es lo que causa que la presin lateral de los mbolos d lugar a ro!amientos perjudicialesO B8 ,escriba el principio de laberinto. C8 N"mo es que la presin del gas influye en la presin que el aro de mbolo ejerce sobre la pared del cilindroO &8 N:or qu hay en los mbolos varios aros, si uno o dos mantendr an la compresinO

14

D8 N"ul es la finalidad de que los aros estn bien pulidos, y su relacin con el asiento adecuado de los mismosO -#8 NIu es el juego axialO --8 N"mo se determina o mide el juego axialO -68 NIu es lo que hace que el aro martillee la ranuraO -$8 NIu es lo que produce el escaln en la parte inferior de la ranuraO -?8 NIu es lo que se ha de hacer cuando haya escalones formados en los apoyos de los arosO -%8 N:or qu los aros no pueden funcionar de un modo adecuado, cuando se ha formado el escaln en la ranuraO -B8 NIu es lo que da lugar a que se peguen los arosO -C8 NIu es lo que sucede cuando los aros no se asientan de un modo adecuadoO N"mo se nota estoO -&8 NIu mtodos se recomiendan para comprobar la presencia de fugas por los arosO -D8 N"mo se comprueba que los aros se han pegadoO 6#8 N"undo se debe ensayar si hay fugas por los arosO 6-8 N"mo se quitan los aros fuertemente pegados al mboloO 668 *xplicar el mtodo para ensayar si los aros son planos 6$8 N"mo hay que proceder, al instalar aros de mbolo, por lo que se refiere a la inspeccin y alisado de su bordeO 6?8 N:or qu se han de limpiar los aros antes de instalarlos, y que es lo que se usa para limpiarlosO 6%8 N"mo se puede evitar la deformacin de los aros durante la instalacinO 6B8 NIu es el juego en el fondo de la ranura y cuanto ha de valerO 6C8 NIue consecuencias tiene el juego insuficiente en el fondo de la ranuraO 6&8 NIu es el juego del cierre del aroO 6D8 N"ul es el juego adecuado en el cierre o abertura del aro para los aros sencillos, los aros cortados sesgados o a bisel, y en los aros de cierre escalonadosO $#8 N"ules son algunos de los mtodos usados para reducir las fugas por la abertura del aroO $-8 NIu tipos especiales de aro se emplean para reducir las fugas por el cierreO $68 NLa instalacin de aros especiales requiere una atencin especial, por lo que se refiere a cual de las caras a de estar hacia abajoO

15

16

17

18

19

20