Caja del cigüeñal

El cárter es la carcasa que rodea el cigüeñal de un motor de pistón . En la mayoría de los motores modernos, el cárter está integrado en el bloque del motor .

Los motores de dos tiempos suelen utilizar un diseño de compresión del cárter, lo que hace que la mezcla de combustible y aire pase a través del cárter antes de entrar en el cilindro o cilindros . Este diseño del motor no incluye un cárter de aceite en el cárter.

Los motores de cuatro tiempos suelen tener un cárter de aceite en la parte inferior del cárter y la mayor parte del aceite del motor se almacena en el cárter. La mezcla de combustible y aire no pasa a través del cárter, aunque una pequeña cantidad de gases de escape a menudo ingresan como "gases que se escapan" de la cámara de combustión , especialmente en motores con anillos desgastados.

El cárter a menudo forma la mitad superior de los muñones de los cojinetes principales (y las tapas de los cojinetes forman la otra mitad), aunque en algunos motores el cárter rodea completamente los muñones de los cojinetes principales.

Un motor de cigüeñal abierto no tiene cárter. Este diseño se utilizó en los primeros motores y sigue utilizándose en algunos motores diésel marinos de gran tamaño.

Muchos motores de dos tiempos utilizan un diseño de compresión del cárter, en el que un vacío parcial aspira la mezcla de combustible y aire hacia el motor a medida que el pistón se mueve hacia arriba. Luego, a medida que el pistón se desplaza hacia abajo, el puerto de entrada se descubre y la mezcla de combustible y aire comprimida es empujada desde el cárter hacia la cámara de combustión. ^[2]

Los diseños de compresión del cárter se utilizan a menudo en motores de gasolina pequeños para motocicletas, grupos electrógenos y equipos de jardinería. Este diseño también se ha utilizado en algunos motores diésel pequeños, aunque es menos común.

Ambos lados del pistón se utilizan como superficies de trabajo: el lado superior es el pistón de potencia, el lado inferior actúa como bomba. Por lo tanto, no se necesita una válvula de admisión . A diferencia de otros tipos de motores, no hay suministro de aceite al cárter, ya que este se encarga de la mezcla de combustible y aire. En su lugar, el aceite de dos tiempos se mezcla con el combustible que utiliza el motor y se quema en la cámara de combustión.

Los motores de dos tiempos de gran tamaño no utilizan la compresión del cárter, sino un compresor o sobrealimentador independiente para introducir la mezcla de combustible y aire en la cámara de compresión. Por lo tanto, los cárteres son similares a los de un motor de cuatro tiempos en el sentido de que se utilizan únicamente con fines de lubricación.

La mayoría de los motores de cuatro tiempos utilizan un cárter que contiene el aceite lubricante del motor, ya sea como un sistema de cárter húmedo o como un sistema de cárter seco menos común . A diferencia de un motor de dos tiempos (compresión del cárter), el cárter de un motor de cuatro tiempos no se utiliza para la mezcla de combustible y aire.

El aceite de motor se recircula en un motor de cuatro tiempos (en lugar de quemarlo como sucede en un motor de dos tiempos) y gran parte de esto ocurre dentro del cárter. El aceite se almacena en la parte inferior del cárter (en un motor de cárter húmedo) o en un depósito separado (en un sistema de cárter seco). ^[3] Desde aquí, el aceite se presuriza mediante una bomba de aceite (y generalmente pasa a través de un filtro de aceite ) antes de ser inyectado en el cigüeñal y los cojinetes de biela y en las paredes del cilindro, y finalmente gotea en la parte inferior del cárter. ^[4]

Incluso en un sistema de cárter húmedo, el cigüeñal tiene un contacto mínimo con el aceite del cárter. De lo contrario, la rotación a alta velocidad del cigüeñal haría que el aceite formara espuma, lo que dificultaría que la bomba de aceite lo mueva, lo que puede privar al motor de lubricación. ^[5] El aceite del cárter puede salpicar sobre el cigüeñal debido a las fuerzas g o a los baches en la carretera, lo que se conoce como efecto del viento . ^[6]

Aunque los anillos del pistón están diseñados para sellar la cámara de combustión del cárter, es normal que algunos gases de combustión se escapen alrededor de los anillos del pistón y entren en el cárter. Este fenómeno se conoce como blow-by . ^[7] Si estos gases se acumularan dentro del cárter, provocarían una presurización no deseada del cárter, contaminación del aceite y óxido por condensación. ^[8] Para evitar esto, los motores modernos utilizan un sistema de ventilación del cárter para expulsar los gases de combustión del cárter. En la mayoría de los casos, los gases pasan al colector de admisión.

Los primeros motores eran del tipo "abierto", es decir, no tenían un cárter cerrado. El cigüeñal y las piezas asociadas estaban expuestas al medio ambiente. Eso creaba un ambiente desordenado, porque no se contenía el aceite rociado de las piezas móviles. Otra desventaja era que la suciedad y el polvo podían entrar en las piezas móviles del motor, lo que causaba un desgaste excesivo y un posible mal funcionamiento del motor. Se requería una limpieza frecuente del motor para mantenerlo en condiciones normales de funcionamiento.

Algunos motores diésel de dos tiempos, como los grandes motores de baja velocidad que se utilizan en los barcos, tienen el cárter como un espacio separado de los cilindros, o como un cigüeñal abierto. Los espacios entre el pistón de la cruceta y el cigüeñal pueden estar en gran parte abiertos para facilitar el acceso para realizar tareas de mantenimiento.

• Cárter de túnel