Tipos de culata de motor

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La culata es conocida también como cabeza de motor o tapa cilindros, es básicamente un bloque de metal, que por lo regular es de una aleación de aluminio o de una fundición de hierro, siendo esta la tapa o parte superior de los cilindros de un motor de combustión interna que permite el cierre de las cámaras de combustión evitando así una posible pérdida de compresión.

Que es una culata de motor

Es un bloque situado en la parte superior del motor que sirve para el alojamiento de componentes como las válvulas de admisión y escape, los muelles, árbol de levas, cámara de combustión y entre otros componentes que son de suma importancia en el automóvil.

Se fabrica con estos materiales buscando un equilibrio entre altos niveles de resistencia y rigidez combinados con una buena conductividad térmica que permita liberar al exterior el calor de la cámara de combustión mejorando así el rendimiento del vehículo al elevar la relación de compresión. Las culatas de aluminio, aunque cuentan con mejores propiedades de conducción del calor y son más ligeras, resisten peor la fricción de los pistones, por lo suelen llevar un revestimiento de acero y son más caras que las de fundición de hierro.

La culata se encuentra unida al bloque motor por medio de tornillos y una junta de culata, que se encarga de sellar con firmeza y flexibilidad ambos componentes para soportar las altas temperaturas producidas por el motor e impedir fugas de compresión o líquido refrigerante.

Junta culata de motor

Una junta de culata es una pieza situada entre el bloque del motor y la culata de un motor de automóvil. Una junta de culata tiene una función simple, pero muy importante: se utiliza para sellar y comprimir el cilindro a fin de evitar fugas de aceite en el motor o en cualquier otro tipo de aceite.

Por lo tanto, tiene que estar en perfectas condiciones porque de lo contrario puede causar serios daños al cilindro y a la funcionalidad del motor en general. Está hecho de acero duro para lograr una alta resistencia que soporta una gran fuerza de compresión. En consecuencia, una junta de cabezal soplada puede ocurrir después de muchos años de uso.

Partes y componentes de una culata de motor

Bujías de encendido

Dentro de la cámara de combustión, la posición de la bujía debe estar en el punto más alto para que la energía resultante pueda empujar el pistón directamente. Por lo tanto, el motor puede ser más eficiente. Es por esta razón que la bujías se encuentran en la culata y no en el bloque de motor o bloque cilindros.

Válvulas

En un motor de 4 tiempos, debe haber al menos dos válvulas que se usen para manejar la succión y el descarte. Usando válvulas dobles. Es decir, cada cilindro tiene dos válvulas de admisión y dos de escape. El diámetro entre la entrada y la válvula de escape son diferentes. Para que el aire pueda entrar al máximo cuando el golpe de admisión.

 Resorte de válvula

El resorte se utiliza para recuperar la posición de la válvula después de presionar. Cuando el árbol de levas presiona la válvula, el espacio se abre. Si no hay resorte, siempre estará abierto y esto podría causar una fuga.

 Balancín

Son unas piezas mecánicas en forma de palanca pequeñas cuya única función es transmitir directa o indirectamente el movimiento de la leva a la válvula. Pero este pequeño componente del motor es esencial para el buen funcionamiento de las válvulas de admisión y escape, por consecuencia para la buena administración de mezcla aire-combustible, que a su vez se ve reflejada en la potencia indicada que entrega la volante del motor

Árbol de levas

La función del árbol de levas es empujar la válvula para abrirla. El árbol de levas obtenido del eje de hierro que tiene una leva a lo largo del eje. Esta leva, fabricada en determinadas circunstancias para que cuando el árbol gire, la leva pueda presionar la válvula con la temporización adecuada.

Múltiple o colector de admisión

El múltiple de admisión es una parte tubular que es un lugar para que el aire entre por el sistema de inducción de aire. La forma del colector o múltiple de admisión es variada, también hay algunos estándares que son de diseño de burbuja.

El diseño de la burbuja tiene como objetivo hacer que el aire pueda ser más aprovechable durante el proceso de entrada de aire. Tal diseño causará efectos de turbulencia de modo que el aire dentro de la toma se moverá en la misma dirección de succión del pistón. Esto hará que el paso de succión del pistón sea más ligero.

En el colector o múltiple de admisión también se han montado algunos componentes adicionales como la válvula solenoide EVAP  y las válvulas EGR en los motores diesel.

Múltiple o colector de escape

Este trabaja de una forma muy similar al múltiple  admisión, el múltiple o colector de escape también sirve como un lugar de flujo de aire, pero no del aire limpio, sino de los gases de escape. La función del colector de escape es entregar la combustión de gas residual a los componentes de tratamiento de escape.

El material del colector de escape es de acero fundido, ya que este colector estará directamente relacionado con los gases de escape de alta temperatura. Para que el colector de escape sea resistente al calor.

Riel de inyectores

Tiene una forma lineal y es hecho de un material de aluminio, este lleva consigo unos orificios que son los encargados de sujetar los inyectores. Por medio de este riel es por donde ingresa el combustible que va directo a los inyectores.

Inyectores

Son los encargados de suministrar el combustible al conducto de admisión o a la cámara de pre combustión, según si se trata de un sistema de inyección directa o indirecta respectivamente, de forma pulverizada y sin goteos para que el combustible se distribuya de la forma más homogénea posible según el régimen de funcionamiento del motor.

Bomba de agua

Es la encargada de hacer circular el fluido refrigerante a través de los conductos habilitados para este fin y alrededor del bloque motor, el radiador o la culata. Su misión es  transportar el calor sobrante hacia el exterior.

En los motores diesel la culata también lleva algunos de estos componentes ya mencionados pero cumplen una función diferente o posición en los motores diesel.

Bomba de inyección (Diesel)

En los motores diesel common rail, el componente de la bomba de inyección se encuentra en el extremo del árbol de levas de la culata. La función de su bomba es aumentar la presión del combustible diesel para la etapa de combustión.

Las bombas de inyección Common rail son muy diferentes de las bombas de inyección convencionales, se puede ver en la forma donde las bombas de inyección common rail tienen formas más pequeñas pero tienen una presión mucho mayor. Esto se debe a que la bomba no tiene un mecanismo de temporización, por lo que la bomba sólo prensará el combustible diesel a una presión constante

Inyector (Diesel)

Los motores diesel no necesitan bujías de encendido, sólo con el inyector que conduce directamente a la cámara de combustión. Tanto en inyección directa como indirecta, el inyector se coloca siempre en la culata.

Bujía de precalentamiento (Diesel)

Una bujía de precalentamiento es un dispositivo dotado de una resistencia eléctrica, y accionado desde la llave del encendido, que se utilizan para facilitar el arranque en frío de los motores de combustión interna, especialmente los diesel.

Fallas de la culata de motor

  • Fuga de aceite
  • Fuga de refrigerante
  • Presencia de humo blanco en el escape
  • Problemas en el encendido
  • Jaloneo del automóvil cuando están marcha

Tipos de culatas de motor

Existen tres tipos básicos de culatas:

Cabeza de Cilindro de Cabeza Plana

Estas cabezas de cilindro fueron usadas en motores más antiguos como los de cabeza plana. La protuberancia ovalada en la parte superior de la culata es para el flujo de refrigerante. El refrigerante fluye hacia arriba desde el bloque y a través de pasajes en la cabeza (entre los orificios de los pernos) y hacia afuera a través de un puerto ovalado en la parte superior.

Cabeza de Válvula Aérea (OHV)

Estos cabezales tienen las válvulas localizadas dentro de ellos en lugar de en el bloque como el cabezal plano. Las válvulas se accionan indirectamente desde la leva a través de un tren de válvulas, que generalmente consiste en elevadores (taqués), varillas de empuje y balancines.

Cabeza de leva superior (OHC)

Este tercer tipo de cabeza generalmente tiene el árbol de levas en la misma posición que la leva. Se llama “por encima de la cabeza”, porque la leva realmente reside sobre la parte superior de la cabeza. El OHC puede tener una configuración simple (SOHC) o doble (DOHC).

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