Comprobación de Holgura In Situ con "Plastigage": Una Explicación Detallada de Características y Uso

Al desmontar y montar un motor, es importante comprobar y ajustar la holgura entre los muñones del cigüeñal (secciones del eje) y los cojinetes del cárter. La holgura se puede calcular a partir de la diferencia entre el diámetro exterior del muñón y el diámetro interior del cojinete, pero también se puede medir utilizando una galga similar a un hilo llamada Plastigage. Este artículo explica el significado y la importancia de la holgura interna del motor, así como el uso y las características del Plastigage.

Medición y Cálculo Individual por Resta: Micrómetro + Comparador de Esferas

Un ejemplo de un cárter superior para un motor de cuatro cilindros. El cigüeñal está soportado por cinco puntos de apoyo, y en estos puntos se instalan casquillos de cojinete que entran en contacto con los muñones principales del cigüeñal. Esto es para un cigüeñal integrado; para un cigüeñal ensamblado con rodamientos de bolas, no hay casquillos de cojinete.

Se establecen holguras o espacios adecuados para las partes giratorias de un motor, como entre el cigüeñal y el cárter, la cabeza de biela y el cigüeñal, y el árbol de levas y la culata. Si esta holgura es menor que el valor especificado, aumenta la pérdida por fricción durante la rotación, lo que provoca el desgaste de los componentes. Por el contrario, si es demasiado grande, provoca juego durante la rotación, lo que resulta en ruido anormal y daños. Por lo tanto, es crucial que la holgura se encuentre dentro del rango especificado por el fabricante.

Si tiene la oportunidad de revisar un motor a través de trabajos importantes como reparaciones o restauraciones, puede comprobar las holguras de estas partes giratorias y, si es necesario un ajuste, abordarlo mediante el reemplazo de piezas. El primer paso esencial en este proceso es confirmar el estado actual. No puede proceder sin conocer el estado actual, si necesita reducir o aumentar la holgura.

Las herramientas de medición para determinar el "diámetro exterior del eje" y el "diámetro interior del cojinete" son un micrómetro y un comparador de esferas. Un micrómetro, utilizado para medir el diámetro exterior de un eje, es una herramienta para medir la longitud. Mientras que un calibre mecánico estándar tiene una lectura mínima de 0,05 mm, un micrómetro puede leer hasta 0,01 mm.

En contraste, un comparador de esferas, utilizado para determinar el diámetro interior de un cojinete, no es una herramienta que proporcione dimensiones absolutas por sí sola. Para explicarlo de forma sencilla, es una herramienta para medir la diferencia positiva o negativa respecto a una dimensión de referencia.

Por ejemplo, si establece la dimensión de referencia del comparador de esferas en 32,00 mm y lo inserta en el cojinete, y el reloj comparador acoplado al comparador de esferas indica +0,05 mm, puede determinar que el diámetro interior del cojinete es de 31,95 mm. Por el contrario, si el reloj comparador muestra -0,04 mm, el diámetro interior del cojinete es de 32,04 mm.
Usando este método, la holgura se puede calcular como: Diámetro interior del cojinete (medido por comparador de esferas) - Diámetro exterior del eje (medido por micrómetro) = Holgura.

Si bien esto puede parecer simple cuando se escribe, en la práctica, usar un comparador de esferas requiere habilidad y experiencia, y obtener mediciones precisas no es fácil sin una considerable experiencia práctica. Además, un comparador de esferas en sí mismo no es una herramienta barata, por lo que a los aficionados les puede resultar difícil utilizarlo eficazmente y terminar con él sin usar.

Plastigage: Holgura Determinada por el Ancho Triturado

El Plastigage viene en un paquete de papel, y el propio paquete tiene escalas impresas que indican el ancho triturado y la holgura. Originalmente era un producto estadounidense con la holgura indicada en pulgadas, y como está convertido a mm, las marcas son detalladas.

Al usarlo, córtelo al área de medición con tijeras o similar.

Limpie cualquier residuo o aceite de las superficies del muñón y del cojinete del cigüeñal, luego coloque el Plastigage.

La fuerza de apriete afecta el ancho triturado de la galga, así que apriete al par especificado. Además, tenga cuidado de no girar el cigüeñal durante la medición.

Mientras que la medición de holguras normalmente requiere herramientas especializadas como micrómetros y comparadores de esferas, existe un artículo más sencillo para medir espacios: el Plastigage.

El Plastigage está hecho de una resina especial con forma de hilo. Se coloca en el área a medir, se ensamblan las piezas y la holgura se determina por el ancho triturado debido al par de apriete. Aquí están las diferencias entre la medición con Plastigage y la medición con micrómetro + comparador de esferas:

● Micrómetro + Comparador de Esferas
・Mide el diámetro exterior del eje (micrómetro) y el diámetro interior del cojinete (comparador de esferas) individualmente.
・Calcula la holgura a partir de la diferencia entre ambos.
・Alta precisión de medición, evaluable en μm (micras).
・Al medir múltiples puntos, también se pueden evaluar la redondez y el desgaste irregular.

● Plastigage
・Comprueba el espacio real con las piezas ensambladas.
・Lee la holgura utilizando un indicador analógico: el ancho triturado.
・La precisión es de aproximadamente ±0,01 a ±0,02 mm.
・Mide solo en un punto, evaluando la holgura localizada.

En esencia, incluso al medir la misma "holgura", los enfoques de los dos métodos son fundamentalmente diferentes.

Además, con Plastigage, es necesario utilizar diferentes galgas según el tamaño de la holgura a medir. Esto se debe a que si se utiliza una galga delgada en un espacio grande, no se triturará lo suficiente, y si se utiliza una galga gruesa en un espacio estrecho, se triturará demasiado, lo que reducirá la fiabilidad.

El Plastigage utilizado en este caso viene en tres tipos, codificados por colores según el rango de medición, con los siguientes rangos de medición para cada uno:

Verde: 0,025–0,076 mm
Rojo: 0,051–0,152 mm
Azul: 0,102–0,229 mm

Como se puede ver en estas especificaciones, al medir la holgura con Plastigage, es esencial comprobar primero la holgura estándar en el manual de servicio. El manual de servicio es indispensable para el desmontaje y la revisión del motor.

En el caso del motor medido en este artículo, la holgura estándar entre el muñón principal del cigüeñal (sección del eje) y el casquillo del cojinete principal (diámetro interior del cojinete) es de 0,014–0,038 mm, con un límite de servicio de 0,08 mm. Por lo tanto, se puede medir con el Plastigage verde.

Además, la holgura entre el casquillo de la cabeza de biela y el muñón de biela tiene un valor estándar de 0,035–0,059 mm, con un límite de servicio de 0,10 mm. Esto también se puede medir con la galga verde.

¿Qué Hacer Si la Holgura Medida con Plastigage es Demasiado Grande?

Afloje los pernos de sujeción uniformemente y retire la galga hacia arriba para evitar arrastrarla. Luego, lea la holgura consultando la galga del paquete.

Cuanto menor es la holgura, más se tritura el Plastigage. La holgura estándar para este motor es de 0,014–0,038 mm, y el límite de servicio es de 0,08 mm. El ancho triturado es menor que la banda de 0,038 mm (lo que significa una holgura mayor) pero mayor que la banda de 0,076 mm (lo que significa una holgura menor), por lo que se puede determinar que no ha alcanzado el límite de servicio de 0,08 mm. Si necesita conocer la holgura como valor absoluto, es necesario un micrómetro + comparador de esferas.

En este motor, cuando el fabricante ensambla un vehículo nuevo, selecciona el cojinete óptimo de tres tipos de cojinetes de diferentes espesores basándose en la combinación del diámetro interior de la sección del cojinete principal del cárter y el diámetro exterior del muñón principal del cigüeñal. Si la holgura medida excede el límite de servicio después de acumular kilometraje, puede ser posible reducir la holgura utilizando un cojinete más grueso que el actual, si dicha pieza está disponible.

El grosor de los casquillos de cojinete se puede identificar por las marcas de pintura en los laterales. En este motor, los casquillos de cojinete azules son los más gruesos de los tres tipos, y los casquillos de cojinete negros indican un grosor intermedio. Si el casquillo de cojinete negro actual tiene una holgura excesiva, cambiar a un casquillo de cojinete azul más grueso reducirá el diámetro interior y, por lo tanto, la holgura.

Cuando se coloca Plastigage en el eje y se aprieta el cojinete al par especificado, la galga se tritura. Comparando el ancho triturado de la galga con el ancho de las líneas impresas en el paquete de Plastigage, se puede determinar la holgura.

Si el ancho triturado de la galga coincide con el ancho impreso es algo casual, y en realidad, no se puede conocer la holgura exacta hasta el nivel de 0,001 mm. Si el ancho triturado es mayor que 0,051 mm impreso pero menor que 0,038 mm, se puede estimar que es alrededor de 0,04 mm.

Mientras que un micrómetro + comparador de esferas puede medir en múltiples puntos alrededor de la circunferencia, el Plastigage solo puede medir la holgura en el punto donde se colocó la galga, es decir, en una sola ubicación. Si hay materia extraña en el muñón o en el cojinete y se mide, puede resultar en una holgura menor que el promedio. Además, el grosor de la película de aceite puede afectar la medición. Por lo tanto, al usar Plastigage, limpie el aceite y trabaje en seco.

A medida que el desgaste progresa con el kilometraje acumulado, los componentes del motor aumentan sus holguras. Entonces, ¿qué se debe hacer si la holgura excede el límite de servicio?

Dependiendo del modelo y la antigüedad del vehículo, la disponibilidad de piezas varía. Sin embargo, los "casquillos de cojinete" instalados en los muñones principales del cigüeñal y las cabezas de biela están disponibles en diferentes espesores. Estas son piezas que se utilizan para ajustar la holgura a un nivel apropiado corrigiendo las tolerancias en el diámetro exterior de los muñones principales de los cigüeñales producidos en masa y el diámetro interior de las secciones de los cojinetes principales del cárter durante el ensamblaje de vehículos nuevos. También se utilizan en revisiones y reparaciones.

Es necesario comprobar los tipos y espesores de los casquillos de cojinete en el manual de servicio. Utilizando casquillos de cojinete uno o dos grados más gruesos que los que se están utilizando actualmente, se puede reducir la holgura. Sin embargo, si la holgura ha aumentado debido a problemas con el propio cigüeñal, como el descascarillado del cromado duro en la superficie del muñón principal o del muñón de biela, el cigüeñal debe ser reemplazado, no solo los casquillos de cojinete.

Además, en casos como los árboles de levas, donde no hay casquillos de cojinete en los soportes de leva y la culata los soporta directamente, si la causa del aumento de la holgura está en el lado del soporte de leva, es posible que sea necesario reemplazar la culata.

¿Cuándo es Efectivo el Plastigage?

La holgura del cojinete de la cabeza de biela también se puede medir con Plastigage. Dado que la biela es más propensa a moverse durante la medición que el cigüeñal, sujétela y apriete las tuercas del casquillo.

La holgura del cojinete de la cabeza de biela es de 0,035–0,059 mm. Al comprobar el paquete de Plastigage, esto coincide estrechamente con el ancho de banda de 0,038 mm, lo que indica que está en el extremo inferior del rango estándar, lo que significa que no hay desgaste en la actualidad.

Para los mecánicos de fin de semana y aficionados que miden la holgura de las partes giratorias del motor, la decisión entre usar un micrómetro + comparador de esferas o Plastigage puede basarse en el costo de adquirir las herramientas y su frecuencia de uso.

Un micrómetro + comparador de esferas es esencial para una medición precisa de la holgura, pero adquirir ambos puede costar fácilmente más de 10.000 yenes. Si esta es una tarea "única en la vida" en su vida de motociclista, el Plastigage, que se puede comprar por alrededor de 1.000 yenes, es suficientemente práctico.

¿Coinciden los valores de holgura obtenidos de ambos métodos de medición? En conclusión, no coinciden perfectamente, pero deberían ser aproximaciones cercanas dentro del rango aceptable. Las razones de la discrepancia son las siguientes:

1: Diferencias en las Condiciones de Medición
・El micrómetro + comparador de esferas mide componentes individuales sin carga.
・El Plastigage mide en condiciones reales con par de apriete aplicado.
・Incluso con el par adecuado, la distorsión del apriete puede afectar la medición.

2: Diferencias en la Posición de Medición
・Un comparador de esferas puede medir en diferentes ubicaciones para determinar el valor promedio o mínimo.
・El Plastigage solo indica el espacio local donde se trituró la galga.

3: Diferencias en la Resolución
・El micrómetro + comparador de esferas puede calcular valores en incrementos de 0,01 mm mediante cálculo.
・El Plastigage se basa en la comparación visual con anchos de banda impresos.

Si la precisión es primordial, el micrómetro + comparador de esferas es la elección. Sin embargo, los valores estándar establecidos por los propios fabricantes de motocicletas tienen un rango. El valor estándar para la holgura entre el muñón principal y el cojinete en este motor es de 0,014–0,038 mm, un rango de 0,024 mm. El límite de servicio es de 0,08 mm, dejando un margen de 0,042 mm desde el límite superior del valor estándar hasta el límite de servicio.

Por otro lado, el Plastigage verde tiene números de 0,025–0,076 mm impresos para cuatro anchos de banda diferentes. Basándose en la relación entre estos, el ancho triturado del Plastigage utilizado aquí cae dentro del rango estándar si está dentro del rango de la galga, lo que indica que no es necesario reemplazar los cojinetes.

Si el objetivo es estandarizar la holgura de todos los casquillos de cojinete (o al menos acercarlos a un valor uniforme), o maximizar la holgura para reducir la pérdida por fricción, entonces un micrómetro + comparador de esferas, que mide dimensiones reales, es más fiable y útil. Sin embargo, para el mantenimiento rutinario, el Plastigage es suficientemente práctico.

Medir la holgura con Plastigage es una tarea interesante que puede aumentar la curiosidad y el espíritu de investigación sobre los motores. Sin embargo, el desgaste de los cigüeñales, las bielas y los árboles de levas se debe con mayor frecuencia a una mala gestión del aceite del motor. Por lo tanto, es importante realizar diligentemente los cambios de aceite regulares para evitar la necesidad de mediciones de holgura durante las reparaciones del motor.

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