concepto W

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    06-Jun-2015

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<p>Service.</p> <p>Programa autodidctico 248</p> <p>El concepto de motores en W</p> <p>Diseo y funcionamiento</p> <p>IntroduccinLas crecientes exigencias planteadas a la potencia y a la suavidad de funcionamiento, as como a la reduccin del consumo de combustible, conducen a un continuo perfeccionamiento y a nuevos desarrollos de grupos motrices. El nuevo motor W8 y el W12 de VOLKSWAGEN pertenecen a una nueva generacin de motores en W. Los motores en W plantean exigencias de mximo nivel a su diseo. Se ha compaginado una mayor cantidad de cilindros con unas dimensiones extremadamente compactas del motor. Al mismo tiempo se ha implantado una construccin aligerada.</p> <p>Este Programa autodidctico se propone familiarizarle con la parte mecnica de la familia de motores en W.</p> <p>S248_101</p> <p>NUEVO</p> <p>Atencin Nota</p> <p>El Programa autodidctico informa sobre diseos y modos de funcionamiento de nuevos desarrollos. No se actualizan los contenidos.</p> <p>Las instrucciones de actualidad para la comprobacin, el ajuste y la reparacin se consultarn en la documentacin del Servicio Postventa prevista para esos efectos.</p> <p>2</p> <p>Referencia rpidaIntroduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4</p> <p>Mecnica del motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Datos tcnicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Mecanismo del cigeal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 El motor en detalle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Impulsin por cadenas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Reglaje de distribucin variable . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Impulsin de correa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Circuito de aceite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Circuito de refrigeracin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Alimentacin de aire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 Sistema de escape . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50</p> <p>Servicio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Sistema de juntas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Cuadro de los tiempos de distribucin . . . . . . . . . . . . 54 Herramientas especiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56</p> <p>3</p> <p>IntroduccinMotores en W - qu significa la W?Al perseguir el objetivo de conseguir grupos motrices ms compactos con un mayor nmero de cilindros, se ha procedido a conjugar las caractersticas de los motores en V y en VR, obteniendo as los motores en W. En el caso de los motores en V, los cilindros estn agrupados en dos filas, que en los motores W8 y W12 adoptan un ngulo de la V de 72. Los cilindros de una misma fila guardan un ngulo de 15 entre s, igual que en los motores VR. Si se contempla un motor en W por delante, la posicin de los cilindros aparece como una doble V. Si unimos mentalmente las dos V de las filas izquierda y derecha obtenemos una W. De ah ha surgido la denominacin del motor en W.</p> <p>72</p> <p>15S248_104</p> <p>15</p> <p>S248_002</p> <p>S248_001</p> <p>4</p> <p>Principio conceptual de los cilindros en WPara explicar el principio conceptual de la configuracin de los cilindros en el motor en W le mostramos primeramente las arquitecturas habituales de los motores.</p> <p>El motor con cilindros en lnea representa la etapa de desarrollo ms remota. Los cilindros van dispuestos en una lnea, verticalmente sobre el cigeal. Ventaja: diseo simple Desventaja: si se tiene una mayor cantidad de cilindros resultan de ah unos motores muy largos, que no pueden utilizar para el montaje transversal.</p> <p>S248_003</p> <p>S248_004</p> <p>Motor con cilindros en V Para obtener motores ms cortos se procede a disponer los cilindros de los motores en V en un ngulo de 60 hasta 120, y los ejes geomtricos centrales de los cilindros pasan por el eje central del cigeal. Ventaja: motores relativamente cortos</p> <p>60 - 120S248_005</p> <p>Desventaja: los grupos motrices son relativamente anchos, tienen dos culatas separadas y plantean por ello una mayor complejidad para el diseo requiriendo a su vez un mayor espacio en el vano motor.</p> <p>S248_006</p> <p>5</p> <p>IntroduccinMotores VR Para poder ofrecer una alternativa potente, tambin con los motores de montaje transversal en el segmento inferior, el desarrollo condujo a los motores de arquitectura VR. Seis cilindros se entrecruzan en una V estrecha a 15, dando por resultado un bloque motor bastante esbelto y sumamente corto. En contraste con los diseos precedentes, este motor posee una sola culata. As por ejemplo, se ha podido ofrecer el Golf con un motor compacto VR 6 cilindros.</p> <p>15</p> <p>S248_007</p> <p>S248_008</p> <p>Motores en W En el caso de la familia de motores en W se combinan respectivamente dos filas VR en un solo motor, siguiendo el principio de la modularidad. Los cilindros de una fila guardan un ngulo de 15 entre s, mientras que las dos filas VR se encuentran en un ngulo de la V de 72.</p> <p>S248_009</p> <p>72</p> <p>15</p> <p>S248_010</p> <p>6</p> <p>Principio modular de los motores en WRecurriendo a los mdulos de la familia de motores VR se han integrado en el nuevo concepto de motores en W numerosos componentes que han probado sus virtudes y que se fabrican en grandes series. El principio es bien simple. Consiste en agrupar dos compactos motores de la serie VR en un motor en W. El resultado es una serie de compactos motores de gasolina, desde el W8 hasta el W16. Una gran cantidad de mdulos de las series VR y W son idnticos, por ejemplo: - Vlvulas, muelles de vlvulas y anillos de asiento de vlvulas - Balancines flotantes de rodillo - Elementos para la compensacin del juego de vlvulas Esto permite fabricar numerosas piezas en serie y alcanzar grandes cantidades de produccin.</p> <p>Motor en V de 6 cilindros</p> <p>Motor VR de 6 cilindros</p> <p>Motor en lnea de 6 cilindros</p> <p>72</p> <p>W16 W12 W16 2xW8</p> <p>2xVR6</p> <p>W12</p> <p>S248_105</p> <p>S248_011</p> <p>En la evolucin de los motores de 6 cilindros se manifiesta la compacidad del motor VR6. Es bastante ms corto que el motor comparable con los cilindros en lnea y ms esbelto que el motor en V. Al combinar dos motores VR6 con un ngulo de 72 surge un motor W12.</p> <p>Si se agregan dos cilindros a cada fila de cilindros del motor W12, se obtiene un motor W16. Si se procede a acortar por mitades un motor W16 se obtienen dos motores W8. Tambin sera factible un motor W10 compuesto por dos motores VR5. De esa forma se puede explicar toda la gama de motores en W.</p> <p>7</p> <p>IntroduccinUna comparacinSi se compara un motor convencional de 8 cilindros en V (cilindrada comparable) con un motor de 8 cilindros en W llama la atencin especialmente su construccin compacta, de dimensiones mnimas. Esto tambin se refleja si se comparan los cigeales. La compacidad se manifiesta claramente si se tiene en cuenta que un motor de 12 cilindros en W tiene menores dimensiones que un motor V8 convencional.</p> <p>Motor W8</p> <p>Motor V8</p> <p>S248_014 S248_012</p> <p>Cigeal W8</p> <p>Cigeal V8</p> <p>8</p> <p>La ventaja del diseo se manifiesta ms claramente an si se compara un cigeal de un motor V12 convencional con el de un motor de 12 cilindros en W.</p> <p>Esto significa, que la configuracin en W permite reducir la cantidad de material que interviene y correspondientemente el peso referido al nmero de cilindros.</p> <p>Motor W12</p> <p>Para su comparacin, he aqu el cigeal de un motor V12 con las mayores dimensiones</p> <p>S248_013</p> <p>S248_150</p> <p>Cigeal W12</p> <p>Cigeal V12</p> <p>9</p> <p>Mecnica del motorDatos tcnicos - Motor W8</p> <p>S248_017</p> <p>Cilindrada [cm3] Dimetro de cilindros [mm] Carrera [mm] Nmero de cilindros Nmero de culatas Entrecruce [mm] Decalaje de las filas [mm] ngulo de la V [] entre las culatas de ambas filas ngulo de la V [] entre los cilindros de una fila Nmero de vlvulas Splitpin (decalaje de los muones de biela) Orden de encendido</p> <p>3.999 84 90,168 8 2 12,5 13 72 15 4 / cilindro -18 1-5-2-6-4-8-3-7</p> <p>10</p> <p>Potencia y par [Nm] 500</p> <p>[kW] 200</p> <p>400</p> <p>150</p> <p>300</p> <p>100</p> <p>200 S248_018 100 2000 4000</p> <p>50</p> <p>6000 1/min S248_021</p> <p>Curva de par Curva de potencia</p> <p>Letras distintivas del motor Dimensiones (l x a x a) [mm] Peso [kg] Potencia mx. [kW] ([CV]) Par mx. [Nm] Combustible</p> <p>BDN 420 x 710 x 683 aprox. 193 202 (275) 370 Gasolina 98 octanos segn DIN EN 228 Gasolina 95 octanos con un menor ndice de potencia y par Bosch Motronic ME7.1 longitudinal 5HP19 4-Motion, C90 6 marchas 4-Motion</p> <p>Gestin del motor Posicin de montaje Asignacin de las cajas de cambios</p> <p>11</p> <p>Mecnica del motorDatos tcnicos - Motor W12</p> <p>S248_019</p> <p>Cilindrada [cm3] Dimetro de cilindros [mm] Carrera [mm] Nmero de cilindros Nmero de culatas Entrecruce [mm] Decalaje de las filas [mm] ngulo de la V [] entre las culatas de ambas filas ngulo de la V [] entre los cilindros de una fila Nmero de vlvulas Splitpin (decalaje de los muones de biela) Orden de encendido</p> <p>5.998 84 90,168 12 2 12,5 13 72 15 4 / cilindro +12 1-12-5-8-3-10-6-7-2-11-4-9</p> <p>12</p> <p>Potencia y par [Nm] 800 700 600 500 400 300 200 100 2000 4000 [kW] 400 350 300 250 200 150 100 50 6000 1/min S248_022 Curva de par Curva de potencia</p> <p>S248_020</p> <p>Letras distintivas del motor Dimensiones (l x a x a) [mm] Peso [kg] Potencia mx. [kW] ([CV]) Par mx. [Nm] Combustible</p> <p>BAN 513 x 710 x 715 aprox. 245 309 (420) 550 Gasolina 98 octanos segn DIN EN 228 Gasolina 95 octanos con un menor ndice de potencia y par Bosch Motronic ME7.1.1 (Sistema de dos unidades de control) longitudinal 5HP24 4-Motion</p> <p>Gestin del motor Posicin de montaje Asignacin de las cajas de cambios</p> <p>13</p> <p>Mecnica del motorMecanismo del cigealEntrecruceCentro cilindro Centro cilindro</p> <p>Los cilindros de una fila van entrecruzados en una lnea, con un ngulo muy cerrado, de 15. Disponiendo dos filas de cilindros en un ngulo de 72 ha sido posible realizar el compacto motor en W. Para conseguir suficiente libertad de movimiento para los pistones en la zona de PMI ha sido necesario entrecruzar el mecanismo del cigeal en este diseo. Eso significa, que los cilindros van desplazados 12,5 mm hacia fuera con respecto al centro geomtrico del motor (punto de giro del cigeal).</p> <p>15</p> <p>Entrecruce 12,5 mm izq.</p> <p>Entrecruce 12,5 mm derecha</p> <p>Decalaje de los muones de biela Con el decalaje de los muones de biela, llamado tambin (splitpin), ha sido posible conseguir una distancia uniforme para el encendido. El planteamiento del motor en W se ha basado en el de un motor de 10 cilindros. Todos los cilindros de un motor de 4 tiempos producen un ciclo de encendido cada 720 del cigeal. Motor W10 720 cigeal : 10 cilindros = 72 ngulo fila de cilindros Motor W8 720 : 8 cilindros = 90 distancia de encendido 72 ngulo de fila de cilindros - 90 distancia de encendido = Decalaje muones de biela (splitpin) -18 Motor W12 720 : 12 cilindro = 60 distancia de encendido 72 ngulo fila de cilindros - 60 distancia de encendido = Decalaje muones de biela (splitpin) +12Centro cigeal</p> <p>S248_186</p> <p>Punto de interseccin de los centros de cilindros</p> <p>Motor W1221,833 1 7 12 6 12</p> <p>8 2 11 5 4 10</p> <p>3 9</p> <p>S248_026</p> <p>14</p> <p>El motor en detallePara familiarizarle pormenorizadamente con la arquitectura de los motores W8 y W12 trataremos a continuacin sucesivamente los grupos componentes principales de ambos motores. Los siguientes grupos temticos se tratan a continuacin: el bloque motor con traviesa portacojinetes, el cigeal con bielas y pistones, los rboles equilibradores, las culatas, el crter con bomba de aceite, la impulsin de cigeal, la impulsin por cadenas de distribucin, la impulsin de correa para grupos mecnicos auxiliares y el colector de admisin de varias piezas</p> <p>Motor W8</p> <p>Colector de admisin de varias piezas</p> <p>Culatas</p> <p>Cigeal con bielas y pistones</p> <p>Bloque motor con traviesa portacojinetes</p> <p>Crter dividido con bomba de aceite S248_025</p> <p>15</p> <p>Mecnica del motorBloque motor El bloque motor consta de dos componentes: el elemento superior y el inferior. El superior abarca, entre otras cosas, los cilindros y los sombreretes superiores de la bancada para el cigeal. El elemento inferior del bloque est diseado en forma de traviesa portacojinetes, y aloja los sombreretes inferiores de la bancada.</p> <p>W12 Elemento superior del bloque</p> <p>W8</p> <p>S248_028</p> <p>Elemento inferior del bloque</p> <p>S248_027</p> <p>Elemento superior del bloque motor El elemento superior del bloque de Alusil consta de una aleacin hipereutctica de aluminio y silicio (AlSi17CuMg). Hipereutctica significa, que en la fase de enfriamiento de la fusin de aluminio y silicio se precipitan primeramente cristales de silicio puro, antes de que se formen los cristales combinados de aluminio y silicio. La presencia de estos cristales de silicio en la estructura confiere una mayor dureza a la aleacin ya fra en comparacin con una aleacin eutctica de Al-Si. 16 Con el empleo de esta aleacin no se necesitan camisas adicionales o un recubrimiento de plasma para la refrigeracin y lubricacin de las paredes de los cilindros, porque el material ya posee la suficiente solidez y resistencia a efectos de temperatura.</p> <p>Elemento inferior del bloque motor El elemento inferior del bloque es una traviesa portacojinetes, que lleva empotrados los cojinetes inferiores de la bancada.</p> <p>Sombrerete</p> <p>S248_033</p> <p>S248_030 Elemento de fundicin en la traviesa</p> <p>Traviesa portacojinetes W12</p> <p>S248_032</p> <p>Traviesa portacojinetes W8 Abertura en la carcasa para el accionamiento de los rboles equilibradores S248_029</p> <p>La traviesa portacojinetes tambin es de aluminio. Es una estructura nervada para los sombreretes inferiores de la bancada. Estos sombreretes son de fundicin gris y se integran en la fundicin de la traviesa.</p> <p>Van situados por el lado de presin del cigeal y confieren al conjunto de cojinetes la resistencia necesaria. La traviesa portacojinetes se fija al elemento superior del bloque con 4 tornillos en cada sombrerete.</p> <p>17</p> <p>Mecnica del motorCigealCigeal W8</p> <p>El cigeal de los motores en W se fabrica en acero bonificado, en un procedimiento de forja en estampa. Se instala una pareja de bielas entre cada dos cojinetes de bancada.</p> <p>S248_036</p> <p>Cojinete de Mun de accionamiento para la bomba de aceite y los rboles equilibradores bancada Mun de biela Ruedas dentadas para la cadena doble</p> <p>S248_037</p> <p>Mun del cigeal Polea dentada rboles equilibradores Cojinete de bancada Cigeal de la familia de motores en W con radios en las esquinas Antivibrador S248_056 Rueda dentada bomba de aceite S248_045 S248_043</p> <p>La rueda dentada para la impulsin de la bomba de aceite se oprime y aprieta conjuntamente con la polea dentada para los rboles equilibradores (slo en el motor W8) a travs del antivibrador, apoyando contra el cojinete de bancada exterior.</p> <p>Los muones de biela van dispuestos por parejas de conformidad con su decalaje previsto en el cigeal. Al montar las bielas, los semicojinetes no deben apoyar sobre los radios o sobre el borde entre las dos muequillas (utilizar herramienta auxiliar).</p> <p>18</p> <p>Bielas y pistones Las bielas son de acero forjado y tienen slo 13 mm de espesor. Son bielas tr...</p>