Golpe desde la parte inferior del motor: todo sobre los cojinetes y sus fallas

Dentro de cualquier motor de combustión interna hay piezas sin las cuales su funcionamiento normal sería imposible, aunque externamente parezcan extremadamente simples. Estos elementos incluyen los cojinetes, en la terminología técnica "cojinetes de deslizamiento". Son semicírculos delgados, perfectamente pulidos (más raramente anillos completos) hechos de una aleación blanda, cuya tarea principal es asegurar la rotación suave de los ejes sin contacto mecánico directo de metal con metal.

Los cojinetes de biela, en particular, son responsables de la interacción "sin contacto" de las bielas y el cigüeñal, un conjunto que soporta una de las cargas más altas en todo el motor.

Cómo funcionan los cojinetes

Ya en los primeros segundos después de arrancar el motor, se forma una almohadilla de aceite entre la superficie del cojinete y el muñón del eje, que a menudo se denomina cuña de aceite. Es en esta capa delgada de aceite donde ocurre el movimiento de las piezas entre sí. No hay contacto físico entre los metales: el eje literalmente "flota" en el aceite.

Gracias a esto, se resuelven varias tareas a la vez:

la fricción se reduce drásticamente;
se reduce el calentamiento local;
el desgaste de las superficies se extiende a cientos de miles de kilómetros.

Para que estas condiciones se mantengan el mayor tiempo posible, los cojinetes se fabrican en varias capas. Su base es una cinta de acero que proporciona resistencia y rigidez. En la parte superior se aplica una capa de aleación de cobre o aluminio, y luego un revestimiento antifricción suave. Esta construcción combina resistencia, buena adaptabilidad y la capacidad de mantener estable la película de aceite.

¿Para qué necesita el motor los cojinetes?

En pocas palabras, para la supervivencia de todo el mecanismo de biela y los conjuntos relacionados. Los cojinetes de deslizamiento se utilizan no solo en el cigüeñal, sino también en los árboles de levas, los ejes de equilibrio y otros elementos giratorios del motor. Sus funciones se pueden reducir a varios puntos clave:

minimizar la fricción mecánica debido a la cuña de aceite;
amortiguar parcialmente las cargas de choque y variables gracias a la capa de aceite;
mantener los ejes en la posición axial especificada y evitar la distorsión;
proteger las piezas más caras (bloque de cilindros, cigüeñal) en modos de emergencia.

El último punto es especialmente importante. En caso de una caída momentánea de la presión del aceite, son los cojinetes los que reciben el golpe. Se desgastan o se destruyen primero, pero a menudo permiten salvar el bloque de cilindros de daños graves. Y reemplazar un juego de cojinetes es incomparablemente más barato que realizar una revisión completa del motor.

¿Qué tipos de cojinetes hay?

No hay tantos tipos de cojinetes, pero cada uno de ellos realiza una tarea estrictamente definida:

Cojinetes principales del cigüeñal: fijan el cigüeñal en el bloque de cilindros y aseguran su rotación uniforme.
Cojinetes de biela: trabajan en la zona de conexión del cigüeñal y las bielas, donde las cargas son máximas.
Cojinetes del árbol de levas: son similares a los principales, pero están diseñados para el árbol de levas en la culata.
Cojinetes de otros ejes: ejes de equilibrio, accionamientos de la bomba de aceite, etc. A menudo tienen forma anular, no semicircular.

Para la reparación de motores, se producen cojinetes de reparación de mayor grosor. Se utilizan después de rectificar o fresar los muñones del cigüeñal y compensan el aumento del juego debido al desgaste.

Por separado, existen cojinetes de empuje semicirculares que limitan el movimiento axial de los ejes. No forman una cuña de aceite en el sentido clásico, por lo que quedan fuera del alcance de este tema.

¿Dónde se encuentran los cojinetes?

En el mecanismo de biela, los cojinetes se encuentran:

entre los muñones principales del cigüeñal y los soportes del bloque de cilindros con tapas;
entre los muñones de biela y las bielas con sus tapas.

En pocas palabras, los cojinetes "abrazan" el cigüeñal en los puntos más cargados, formando un juego de aceite de trabajo. Su magnitud suele estar dentro de aproximadamente 0,1–0,3 mm. Se utiliza un esquema similar para los árboles de levas, los ejes de equilibrio y otros ejes internos del motor.

¿Por qué se giran los cojinetes?

El giro del cojinete es una situación en la que el cojinete se sale de su asiento y comienza a girar junto con el eje. En este momento, el suministro normal de aceite se interrumpe: la cuña de aceite desaparece o se vuelve críticamente delgada. Comienza la fricción seca y el desgaste se acelera drásticamente, tanto en el cojinete como en el propio eje.

Si no se tiene en cuenta el desgaste natural en kilometrajes enormes, en la mayoría de los casos la causa del giro está relacionada con las condiciones de funcionamiento o el mantenimiento. Los factores más típicos:

viscosidad inadecuada o baja calidad del aceite de motor;
caída crítica del nivel de aceite y succión de aire por la bomba de aceite;
sobrecalentamiento del motor, en el que el aceite pierde sus propiedades;
desgaste o elipticidad de los muñones del cigüeñal;
canales de aceite o toma de aceite obstruidos, problemas con la bomba;
apriete incorrecto de las tapas principales o de biela;
tuning agresivo con un aumento de las cargas por encima de las calculadas.

Signos de giro de los cojinetes

Solo se puede confirmar con precisión el problema después de desmontar el motor, pero hay una serie de síntomas característicos:

golpe metálico breve al arrancar en frío;
sonido sordo "diésel" constante incluso en un motor caliente, a menudo descrito como un golpe "en la parte inferior" del motor;
caída de la presión del aceite y encendido de la luz de emergencia;
presencia de virutas metálicas en el cárter;
bloqueo del motor: el resultado más grave.

Conducir con un ruido sordo proveniente del capó casi garantiza que terminará con un gripado del motor y una reparación mayor.

¿Qué hacer si se giran los cojinetes de biela?

La solución aquí es una: detener inmediatamente el funcionamiento y no arrancar el motor hasta la reparación. Si el problema se detecta en una etapa temprana, a veces puede limitarse a reemplazar los cojinetes de biela. Pero en la práctica, a menudo se requiere un conjunto de trabajos:

rectificado o fresado del cigüeñal a un tamaño de reparación;
instalación de cojinetes de biela de reparación del grosor necesario;
lavado de los conductos de aceite y limpieza del filtro de aceite;
verificación de la geometría del cigüeñal y las bielas.

Si el motor ha funcionado durante mucho tiempo con los cojinetes de biela girados, durante horas o días, la restauración puede no ser económicamente viable. En tales casos, a menudo es más fácil instalar un motor de segunda mano.