La Culata del Motor. Función, Características y Tipos

Puedes encontrar todo tipo de información sobre la junta de la culata, y muchos propietarios de automóviles conocen sus funciones, pero muy pocos conocen la culata del motor en sí. Por eso hemos reunido todo lo que necesitas saber sobre la culata. Aprende cómo funciona la culata de cilindros de tu coche, por qué es importante y qué defectos pueden ocurrir.

La culata del Motor es una parte integral del bloque de cilindros. La culata está montada en la parte superior del bloque de cilindros y, en principio, juega un papel principal en todo el motor del automóvil.

Culata del Motor

La culata es la cabeza del bloque de cilindros, que es la unidad principal de cualquier vehículo. Su propósito es controlar el proceso de combustión que tiene lugar en el motor, la mezcla de combustible y la eliminación de gases de escape.

De hecho, la culata es específicamente una cubierta que cubre directamente el bloque de cilindros.

¿Cuál es la Función de la Culata en el Coche?

La tarea principal de la culata es cerrar la cámara de combustión del motor desde arriba. La parte superior del motor se llama culata, mientras que la parte inferior es el bloque del motor. La culata se asienta sobre el motor y cierra la cámara de combustión. El espacio que queda entre la culata y el motor se completa con la junta de la culata.

Otra tarea de la culata es asegurar la lubricación constante del cilindro. Si los cilindros no están bien lubricados, no es posible un funcionamiento suave del motor, por lo que la culata es una parte indispensable del funcionamiento del motor.

La culata no solo es una parte muy importante de tu motor, sino también una de las partes más caras debido a su compleja estructura. Dado que la culata está expuesta a temperaturas muy altas durante el proceso de combustión, se compone de aleaciones de aluminio resistentes y metales ligeros.

En la parte inferior, generalmente se ancla directamente a la carcasa del cigüeñal y se cierra en la parte superior con una tapa de válvula. Dependiendo de si tu vehículo tiene un motor diésel o de gasolina, la estructura de la culata de cilindros es diferente.

En el caso de que el motor sea de una sola fila, se le instalará una culata. Si tiene forma de V, se instalará una cabeza de bloque separada para cada fila de cilindros.

Es muy importante que la cabeza del bloque esté bien sellada directamente al bloque. Para ello, la parte inferior del elemento se hace un poco más ancha que la superior. La junta de culata se utiliza para sellar las dos partes del bloque.

La instalación y fijación de la culata se realiza mediante pasadores guía diseñados para asegurar la culata. La instalación en sí es un procedimiento especialmente importante, que se lleva a cabo de acuerdo con las regulaciones indicadas para cada automóvil de forma individual.

En cuanto a los pasadores en sí, deben instalarse y apretarse en una secuencia específica, respetando el par de apriete. Para ello, se debe usar una llave dinamométrica especial. Recuerda guiarte por la tecnología al apretar los tornillos y no utilizar la fuerza bruta, ya que esto puede tener consecuencias irreversibles. Esto puede provocar la deformación de la culata.

Hay muchos elementos diferentes instalados en el interior del cabezal, que quedan ocultos por una tapa, pero de ellos hablaremos más adelante.

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El Diseño de la Culata y sus Principales Características

La culata puede estar hecha de aleación de aluminio o hierro fundido de aleación. Cuando se completa el proceso de fundición de la culata, se somete a un proceso de envejecimiento artificial con el fin de eliminar la tensión residual del componente.

La junta de la culata está hecha de amianto reforzado. Esto se hace para que pueda soportar no solo las altas temperaturas que son típicas del motor, sino también los altos niveles de presión.

Al mismo tiempo, la junta de culata de amianto puede proporcionar un alto nivel de estanqueidad de los canales del sistema de enfriamiento, la línea de aceite y la cámara de combustión.

Pasemos a la parte delantera de la culata. Si la desmontas, verás que tiene un lugar especialmente designado para instalar la transmisión de la cadena de distribución y el tensor de cadena. En realidad, aquí es donde se encuentran estos componentes.

En cuanto a las cámaras de combustión, se ajustan firmemente al bloque, y para esto se procesan especialmente de forma mecánica. En términos de dimensiones, el área de las cámaras de compresión es ligeramente más pequeña que las dimensiones de la corona del pistón.

Esto se hace para que durante el funcionamiento del motor de combustión interna, cuando los pistones se elevan, se proporcione un remolino intenso de la mezcla de trabajo del motor. Por consiguiente, se mejora el propio procedimiento de combustión.

En el lado izquierdo de la culata, puedes ver cuatro orificios para bujías o boquillas para el sistema de encendido. En el reverso, lado derecho, hay una brida especial en la que se unen los colectores de escape y admisión. Junto a esta brida, también se montan las tuberías del sistema de refrigeración, por las que pasa el refrigerante.

En la parte superior de la culata, se instalan orificios especiales en los que se instalan bujes guía, arandelas de soporte, dispositivos de soporte de palanca, así como la carcasa del cojinete de la polea de distribución. Se instala una cubierta especial en la parte superior de la propia culata, que se fija con ocho tornillos.

También debes tener en cuenta que los componentes no extraíbles se encuentran también aquí

• Los asientos de válvulas, cuyo objetivo es garantizar la estanqueidad.
• Las guías de válvulas, que mantienen la uniformidad del movimiento de las válvulas.

Es importante comprender que estos componentes se instalan presionando en la estructura de la culata de cilindros. En consecuencia, el reemplazo será imposible; esto se puede hacer exclusivamente con el uso del equipo térmico necesario, así como herramientas especializadas.

Componentes de la culata en un motor de gasolina

Conductos de admisión y escape: Garantizan que los gases de escape puedan escapar de los cilindros y que la mezcla de aire y combustible absorbida entre en los cilindros.

Válvulas de admisión y escape: Las responsables de la apertura y cierre de la cámara para cumplir el ciclo.

Árboles de levas: El cigüeñal impulsado por la correa de distribución impulsa los árboles de levas. Los árboles de levas se encargan de abrir y cerrar las válvulas.

Inyectores: Aseguran que el combustible se inyecte en las cámaras de combustión.

Bujías: Encargadas de iniciar la combustión por medio de una chispa por alto voltaje.

Componentes de la culata en un motor diésel

Conductos de entrada y escape: Permiten que los gases de escape salgan de los cilindros y permiten que la mezcla de aire y combustible capturada ingrese a los cilindros.

Válvulas de admisión y escape: Los vehículos diésel aspiran aire a través de las válvulas de admisión, mientras que los gases de escape se transportan simultáneamente al sistema de escape, por la válvula de escape.

Árboles de levas: El cigüeñal impulsado por la cadena de distribución impulsa los árboles de levas. Los árboles de levas se encargan de abrir y cerrar las válvulas.

Inyectores: Estos inyectan el combustible en las cámaras de combustión o antecámaras.

Bujías incandescentes: Actúan como ayuda para el arranque en frío.

Tipos de Culatas

Tenemos dos diferentes clasificaciones para las culatas.

1. Clasificación por el tipo de flujo

La culata puede clasificarse según la disposición de las válvulas y los puertos. Existen principalmente tres tipos: tipo de flujo en bucle, tipo de flujo cruzado compensado o tipo de flujo cruzado en línea.

Flujo de bucle

En el diseño de flujo de bucle, los colectores de admisión y escape están en el mismo lado, lo que ayuda al precalentamiento del aire de admisión.

Flujo cruzado compensado

Cuando los colectores de admisión y escape están en lados diferentes de la culata, es un tipo de flujo cruzado descentrado. Además, esta disposición proporciona temperaturas de válvula de escape más bajas.

Flujo cruzado en línea

El tipo de flujo cruzado en línea coloca las válvulas transversalmente e inclinadas entre sí. Sin embargo, los colectores de admisión y escape están en los diferentes lados del cabezal. Esta disposición proporciona un mejor rendimiento, sin embargo, es más costoso.

2. Clasificación por diseño

Además, técnicamente, las culatas también se clasifican según la disposición de las válvulas. Las clasificaciones generales son

• Cabeza "F",
• Cabeza "I",
• Cabeza "L"
• Cabeza "T".

Mantenimiento y Diagnóstico de la Culata

Algunos “artesanos” del garaje todavía practican este proceso de reparación en casa, pero se desaconseja hacerlo, ya que un calentamiento desigual puede tener consecuencias:

1. La culata puede cambiar la geometría de su estructura, como resultado de lo cual se violará el plano de su adhesión al bloque.
2. La culata simplemente quedará inutilizable por un calentamiento inadecuado.
3. Pueden aparecer microfisuras en la estructura de la cabeza, de las que será muy difícil deshacerse.

En general, al realizar este tipo de trabajo en casa, se corre el riesgo de que el dispositivo simplemente quede inutilizable y solo servirá para chatarra.

Por supuesto, un especialista competente con el equipo necesario puede intentar solucionar el problema, pero esto no siempre funciona. Por lo tanto, te recomendamos que sigas nuestros consejos.

Tarde o temprano todos los mecanismos del vehículo necesitarán diagnóstico y mantenimiento. En este caso, la culata no es una excepción. La primera prioridad de cualquier automovilista en esta materia, es el diagnóstico periódico de aquellos componentes del cabezal que más lo necesitan.

En particular, aquellos que están sujetos a mayor estrés. El diagnóstico debería hacerse entonces:

• En la operatividad de las válvulas.
• Comprobar el rendimiento de los sellos de las válvulas.
• En el chequeo de los sellos de aceite de polea de distribución.
• La propia junta de culata.

En general, muchos factores afectan la falla de los elementos del cabezal y su correcto funcionamiento, pero la mayoría de ellos se relacionan con el diagnóstico y la reparación oportunos.

Incluso algo tan simple como un par de apriete incorrecto, puede provocar la deformación del cabezal, lo que puede provocar daños en el motor.

Hay muchos casos en los que la extracción de la culata es inevitable.

• La necesidad de taladrar cilindros.
• La necesidad de prensar casquillos de válvulas o sus asientos.
• Falla de las válvulas, lo que implica la necesidad de reemplazarlas.
• Rectificado, sea de los propios cilindros o de la culata.
• La necesidad de reemplazar la junta de la culata.

Mantenibilidad de la culata

Cierta parte de los trabajos de reemplazo, se puede hacer sin quitar la cabeza. Se pueden ajustar las válvulas, reemplazar las tapas, etc.

La culata se desmonta cuando el trabajo no requiere sacar todo el motor del coche: sustitución de guías de válvulas, eliminación de depósitos de carbón, sustitución de espárragos de cojinetes, pulido de válvulas, etc.

Si se requieren trabajos mayores, el motor se desmonta por completo.

Todas las reparaciones de la culata del motor deben realizarse estrictamente de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Las guías y los asientos de las válvulas deben enfriarse en la culata calentada. Esto permite, después de igualar las temperaturas, asegurar una tensión de alta calidad en la junta.

En la culata del motor, es posible reemplazar los casquillos bimetálicos del eje de transmisión de la bomba de aceite. El reemplazo se realiza presionando los bujes viejos e instalando otros nuevos.

Cómo Reconocer Fallas en la Culata

Desafortunadamente, la compleja estructura de la culata y sus numerosas tareas la hacen propensa a defectos. El defecto más común es una junta de culata con fugas, que es causada por una mayor abrasión.

También puede haber defectos en la propia culata, por ejemplo, por las altas temperaturas y las fuertes vibraciones en un motor en marcha. Esto puede provocar grietas en el material de la culata.

Si notas irregularidades en el funcionamiento de tu motor, es recomendable ponerse en contacto con un taller lo antes posible para evitar daños mayores.

Los signos de defectos de la culata de cilindros incluyen:

• Notas una pérdida de potencia del motor.
• La temperatura del agua de refrigeración está en el área roja.
• Ves aceite en el agua de enfriamiento.
• Debes rellenar agua y aceite cada cierto tiempo.
• Notas un mal comportamiento de arranque en frío.

Consejos de Seguridad

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Presta atención a lo siguiente cuando repares la culata. Ten cuidado de no rayar o dañar las superficies de la culata de cilindros donde se adhieren la junta de la culata y la junta del colector.

Los pernos de la culata de cilindros deben apretarse en un motor frío usando un método predeterminado, en la secuencia correcta y usando el par especificado. Hay dos métodos de apriete: el método de apriete convencional y el método de apriete por deformación plástica.

La mayoría de los motores de gasolina están fabricados con aleación de aluminio. La aleación de aluminio tiene la ventaja de ser más ligera que el hierro fundido y tiene las mejores características de conductividad térmica, lo que facilita su enfriamiento.

Sin embargo, tiene algunas desventajas, como un daño fácil y una mayor expansión térmica. Se debe tener mucho cuidado al trabajar la culata. Lo ideal es dejar este tipo de trabajos en manos de expertos, para que puedas garantizar la salud de tu motor.