Al considerar las múltiples partes del motor de combustión, la camisa del cilindro es uno de los elementos cruciales. En el bloque, la pared de un cilindro está expuesta a alta temperatura y alta presión, con pistones y anillos deslizantes de pistones a alta velocidad. Esa fricción tiene el inconveniente de causar deformación entre piezas, lo que motiva el desgaste. Por esta razón, en la mayoría de los casos se utilizan las camisas de cilindro.
¿Qué es la camisa del cilindro?
La camisa es una pieza cilíndrica que se monta en un bloque motor para formar un cilindro. Es una de las partes funcionales más importantes que componen el interior de un motor térmico de pistones y bielas.
La vida de un cilindro entre sus orificios depende de dos factores principales:
- Fricción: depende de las condiciones atmosféricas y de la eficiencia del filtro de aire y del filtro de aceite.
- Corrosión es causada por los productos de combustión corrosivos al quemar combustible y aire.
Funciones principales de la camisa del cilindro
Las camisas de los cilindros son la parte de trabajo central de una bomba o motor recíproco, el espacio en el que se desplaza un pistón. El problema del desgaste de los cilindros es sustancial y se ha resuelto mediante el uso de camisas de cilindros.
Estas suelen estar hechas de aleación de metales con silicio, manganeso, níquel y cromo, de fundición centrífuga para otorgar una vida más larga al motor. Podemos resumir sus funciones en:
- Formación de superficie deslizante: la camisa, que actúa como la pared interna de los cilindros, forma una superficie deslizante para los anillos de los pistones mientras retiene el lubricante en su interior.
- Transferencia de calor: la camisa del cilindro recibe el calor de la combustión a través del pistón y los anillos de este, y transmite el calor al líquido refrigerante.
- Sellado de la compresión: como decíamos, en un motor, la pared de un cilindro está expuesta a altas temperaturas y elevadas presiones. Por eso, la camisa del cilindro evita que se escape el combustible comprimido y el gas de combustión.
Tipos de camisas de cilindros
Las camisas de cilindro se clasifican predominantemente en tres tipos en función de su método de enfriamiento:
Camisa de cilindro seca
Se trata del tipo más común de camisa de cilindro. Trabaja a alta presión y temperatura y, por lo tanto, debe estar hecha de hierro fundido y niquelado cerámico, materiales de alta calidad. La composición del material de los revestimientos secos incluye principalmente los compuestos de hierro fundido y cerámica-níquel, lo que le otorga varias características que no se pueden lograr en los revestimientos húmedos.
Un bloque con camisas de cilindro secas es más robusto que su contraparte, las camisas húmedas. Los revestimientos secos son relativamente más delgados que los revestimientos húmedos. El seco, además, no está en contacto directo con el líquido refrigerante, pero protege el pistón del desgaste y las impurezas. La camisa seca encaja directamente contra la pared de la camisa de refrigeración en el bloque de cilindros.
- Ventajas: Su reemplazo es fácil y no tiene exposición a la dificultad de la camisa húmeda. Los revestimientos secos se pueden usar en casi todos los tipos de motores.
- Problemas: El bloque en el que está instalado es difícil de fabricar y la disipación del calor, ciertamente, no es muy eficiente.
Camisa de cilindro húmeda
Las camisas de tipo húmedo están hechas del mismo material que la camisa del cilindro de tipo seco. Los revestimientos interactúan directamente con el refrigerante del motor para proteger el pistón, por lo que tienen mejor disipación de calor y enfriamiento que las camisas de cilindro de tipo seco. Estos pueden tener un espacio de agua para enfriar entre el bloque del motor y el revestimiento, o pueden tener un sistema de enfriamiento integral.
Y en los revestimientos húmedos que no tienen pasajes de enfriamiento integrales, la camisa está formada por el revestimiento y una camisa separada que forma parte del bloque. Se debe proporcionar un sello estático en los extremos de combustión y cigüeñal de los cilindros para evitar la fuga de refrigerante en el sumidero del cárter de aceite o el espacio de combustión. El sello consta de una junta debajo de una brida o un ajuste mecanizado, y la pared de la camisa debe ser lo suficientemente fuerte para soportar la presión.
- Ventajas: Es comparativamente fácil de fabricar, el enfriamiento es más eficaz y se alivia la tensión longitudinal debido a la expansión térmica del revestimiento.
- Desventaja: Su reemplazo es difícil y existe el riesgo de encontrar problemas de fugas de agua, lo que puede derivar en fallos catastróficos.
Camisa de cilindro enfriada por aire
Las camisas de cilindros enfriadas por aire están hechas de un “proceso de moldeo de carcasa” especial que tiene una fundición de hierro resistente al desgaste para garantizar una larga vida útil y un enfriamiento eficiente. Como sugiere el nombre, las camisas enfriadas por aire están diseñados específicamente para motores enfriados por aire. Su funcionamiento es el idéntico al de la camisa seca, pero el medio de enfriamiento en este escenario es el aire.
La disipación de calor del revestimiento enfriado por aire se lleva a cabo a través del modo de convección forzada con la ayuda de unas aletas que se aplican en su superficie. Normalmente, el material de esas protuberancias tiene una alta conductividad térmica,
- Ventajas: Es resistente a la corrosión y tiene una disipación de calor muy efectiva.
- Problemas: Se usa en motores enfriado por aire, es decir, sin líquido refrigerante.
Fuente: Engineering Choice