Designamos con el nombre de bancada, a aquella pieza del motor sobre la cual se apoyan todas las piezas que forman el conjunto del mismo (figura 55).
La bancada es la base del motor pudiéndola considerar como sus propios cimientos, y ha de estar concebida de manera tal, que pueda absorber y soportar todos los pesos y esfuerzos a que están sujetas las piezas que lo forman.
Comprenderemos la importancia de esta pieza observando que las piezas móviles del motor, en su movimiento, crean una serie de fuerzas perjudiciales en todos los sentidos y direcciones, fuerzas éstas de muy compleja composición, que para que el funcionamiento del motor sea correcto han de ser eliminadas, hecho que conseguimos con la bancada.
Pero además de estas fuerzas perjudiciales tenemos el esfuerzo normal del motor, es decir, el trabajo que nos está desarrollando que ha de transmitirse también a través de la bancada absorbiendo el esfuerzo del cigüeñal, al tiempo que lo transmite al eje de transmisión o aparato al que esté destinado accionar el motor.
Para que cumpla con estos requisitos ha de ser pues, de robusta constitución y de suficiente rigidez con la que se evite toda posible deformación del motor. Sin estos requisitos una bancada débil o poco rígida, será incapaz de soportar el trabajo a que está sometida siendo ello motivo de continuas averías, o de un anormal funcionamiento del motor.
Según el tipo de motor la bancada adopta una u otra forma, y si bien su construcción es diferente, podemos considerar, de una manera general, que está formada por dos vigas longitudinales, cuya longitud es la del motor, y que están unidas entre sí por una serie dé nervios o puentes transversales consiguiendo así la robustez y rigidez de que hablamos.
Figura 55.
Bancada motor BURMEISTER-WAIN.
Normalmente, la bancada suele construirse de hierro fundido, o de acero también fundido, y observando las figuras con que ilustramos el capítulo vemos que, la cara inferior de las dos vigas longitudinales terminan en una superficie maquinada, siendo planas por completo, pues esta cara será la que asentará sobre el basamento o polin, donde haya de instalarse el motor. La superficie superior es también plana, para sobre ella apoyar: los bastidores o columnas que servirán de sustentaci6n a la parte 1 alta del motor, al tiempo que entre ellas formarán el cárter.
Cuando se trata de motores pequeños, es decir, de pequeña o mediana potencia, por sus dimensiones, la bancada suele construirse enteriza, pero al aumentar de tamaño, entonces para mayor facilidad se construye en varias secciones, que después se unen entre sí mediante tomillos ajustados, formando de esta manera un conjunto de gran solidez.
Hay tipos de motores, el SULZER por ejemplo (figura 56) en que la parte baja de la bancada está cerrada con la misma fundición de que están construidas las vigas longitudinales, formando así un espacio cerrado, Otros en cambio, caso del BURMEISTER (hablamos de grandes potencias), donde este espacio cerrado está constituido por una pieza postiza, construida de plancha fina para ahorrar peso, que se atornilla a la cara inferior de la bancada, colocada lógicamente a todo lo largo del motor. Este espacio cerrado, de una u otra forma constituido, tiene por objeto recoger todo el aceite que tras lubricar todas las piezas en movimiento (cigüeñal, cojinetes, correderas, etc.), derrama a él y es lo que constituye la parte baja del cárter, o bandeja del motor.
Figura 56.
Bancada motor SULZER.
Estas bandejas o bateas van dotadas de tubos de gran diámetro para t que el aceite pueda pasar libremente y por su propio peso al tanque de lubricación, que se coloca más bajo de manera que el aceite descargue allí con más facilidad y no motive acumulación alguna en la propia bandeja, ya que, de no ser así, con el funcionamiento llegaría un momento en que todo el aceite quedaría acumulado en ella, se nos vaciaría el tanque de lubricación, la bomba encargada de aspirar el aceite de este tanque nos fallaría, y al no poder impulsarlo al circuito del motor, éste quedaría , sin engrase con todas sus graves consecuencias.
En motores pequeños, generalmente los destinados a mover aparatos auxiliares, el tanque de lubricación queda reducido a la bandeja o parte baja del cárter (véase la figura 57), pues en este caso a la bancada se le da la altura necesaria para que en ella podamos tener el aceite necesario. La bomba de engrase aspirará de allí, y tras hacer pasar el aceite por su enfriador, lo Impulsará al circuito del motor.
Los puentes transversales de la bancada (figura 58), de los que tenemos uno entre cada dos cilindros, además de unir entre si las dos vigas
Figura 57.
Sección transversal de un motor de dos tiempos.
longitudinales, llevan en su parte central un hueco o cajera, en los que van colocados los cojinetes de bancada o asiento, en los que apoya el eje de cigüeñales.
Estos cojinetes de bancada constan de dos medios casquillos, de acero forjado o fundido, cuya superficie interior, o sea, la de apoyo del eje cigüeñal, va recubierto de metal antifricción al igual que lo estaban los cojinetes de cruceta o biela, con objeto de que el rozamiento se efectúe de una manera suave, y sea mínimo su valor. Con el fin de que el aceite pueda llegar a toda la superficie del cojinete, también en éstos se abren las correspondientes ranuras del engrase, siendo aplicable a estos cojinetes todo cuanto con anterioridad dijimos con respecto a los de biela y cruceta.
Es norma general construir los dos medios casquillos redondos por su parte exterior y concéntrico con el eje, disposición ésta que presenta la ventaja de poder desmontar el medio casquillo inferior, cuando sea necesario su reconocimiento o sustitución, con una simple herramienta que aprovecha el giro del eje, y sin necesidad de levantar el cigüeñal (figura 59), tal como ocurría en los cojinetes de forma exterior poligonal caídos hoy en desuso.
Como el trabajo de estos cojinetes es el de soportar sobre ellos el eje cigüeñal, en realidad todo el esfuerzo recae sobre el medio casquillo inferior, pudiendo considerar el medio alto
cual una guía. Unos puentes transversales o tapetas, apoyados en el casquillo superior, y que se afirman por dos o cuatro espárragos, según tamaño y tipo del motor, mantienen al cojinete en la posición debida, sirviéndoles además de refuerzo.
Para evitar que los cojinetes puedan girar dentro de las cajeras en que están situados, llevan unos pivotes o prisioneros que suelen enganchar en la tapeta la posición de estos prisioneros nos sirve también para llevar a cabo un correcto montaje.
Cuando se trata de motores estacionarios o sea los destinados a accionar cualquier aparato auxiliar, se acostumbra a que el último cojinete, es decir el que va al lado del volante, sea ajustado lateralmente. Ello tiene por objeto mantener el eje cigüeñal siempre en su misma posición a pesar de las dilataciones que sufre por la temperatura que alcanza durante su trabajo, evitando así el que dicho eje pudiese llegar: a rozar sobre todas las caras laterales. En cambio, en los restantes cojinetes, se procura tengan huelgo lateral, huelgo que irá aumentando a medida que sea mayor su distancia al cojinete ajustado antes citado, permitiendo así la libre dilatación del cigüeñal sin rozar con ellos. Tratándose de un motor destinado a la, propulsión de un buque, la posición exacta del eje cigüeñal se consigue entonces, mediante la chumacera de empuje, de la que hablaremos más adelante.
Figura 58.
Figura 59
Manera de sacar el medio cojinete
Los razonamientos que hacíamos en los cojinetes de biela o cruceta, en cuanto a los materiales que debían emplearse en su construcción, así como las dimensiones que habían de tener para reducir la presión unitaria, la, conveniencia de un abundante engrase, Y la necesidad de unos huelgos, son también aplicables a los cojinetes de bancada, no siendo necesario volver ahora sobre estos detalles.
Decíamos que la cara superior de la bancada estaba maquillada quedando una superficie plana, y que sobre ella apoyaban los bastidores o columnas.
Estos bastidores o columnas tienen por misión separar la bancada de los cilindros, creando un espacio en el que puedan moverse vástagos, crucetas y bielas, es decir, los trenes alternativos. Este espacio es el que recibe el nombre de cárter.
Cuando son motores de grandes potencias, los bastidores se construyen uno por cada puente transversal de la bancada, o sea entre cada dos cilindros, para, .después unirlos todos entre sí con una serie de travesaños y tornillos ajustados formando un conjunto de gran solidez. Normalmente estos bastidores tienen la forma de una gran “A” siendo construidos de hierro fundido, y en su parte baja llevan los orificios para los tornillos o espárragos con los que se afirmarán a la bancada, También en su parte alta van dispuestos para recibir a los bloques de los cilindros o a los colectores del aire de barrido, según que sean de uno u otro tipo de motor.
En los motores pequeños y medianos, el conjunto del bastidor se construye enterizo, para obtener así la suficiente rigidez, al tiempo que se logra un ahorro de peso, con una mejor facilidad de construcción. Podemos decir que en algunos casos, el conjunto del bastidor forma parte de la misma bancada, o bien del bloque de los cilindros, es decir, formando la misma pieza que ellos cosa no muy común ya que lo general es construirlos en piezas independientes ya sea en secciones, o bien enterizo.
Si el bastidor está formado por distintas secciones, el espacio por él creado o sea el cárter, queda cerrado de forma hermética con unas planchas, bien de fundición o de plancha de hierro que apoyan sobre los bastidores con el fin de evitar pérdidas de aceite, y también que el gas que allí dentro se acumula, debido a los vapores del mismo aceite, o de los gases de la combustión que puedan pasar través de los aros, en los motores de tronco, pasen a la cámara de máquinas, con lo que la atmósfera allí existente se haría irrespirable.
Ahora bien, para reconocer las piezas del interior del motor, en las tapas del cárter se abren unos registros o puertas según el tamaño del motor, a través de los cuales se pueden efectuar los trabajos necesarios de su entretenimiento y conservación. Estas puertas han de ser de fácil manejo permitiendo un rápido acceso al interior.
Debido a la estanqueidad del cárter, los vapores desprendidos por el aceite del engrase, se van acumulando en su interior y, de no darles salida, llegaría un momento en que la presión que existiría podría alcanzar un valor que sería peligroso para el funcionamiento del motor, produciéndose una explosión. Para evitar esto se coloca en el cárter un tubo, que lo pone en comunicación con la atmósfera, y así el vapor va saliendo lenta y continuamente al exterior, sin llegar a acumularse. De la observación de esta salida de vapores tendremos una idea de que las piezas en el interior del cárter funcionan de manera normal, ya que un aumento en la salida de éste nos denotará un aumento de temperatura que significará recalentamiento de una pieza en movimiento, debiendo parar el motor para llevar a cabo un reconocimiento.
Advertimos en este punto que cuando por cualquier circunstancia se para un motor, no debe destaparse su cárter ni abrir puerta alguna, bajo ningún concepto, hasta tener la seguridad de que el motor se ha enfriado, para lo cual habrá que esperar de media a una hora. Cuando esto ocurra se evitará el llevar luces al descubierto. De no operarse así, se corre el riesgo de que se produzca una explosión, ya que el vapor acumulado dentro del cárter, es una mezcla gaseosa muy rica en sustancia combustible, y al permitirse la entrada del aire fresco, su oxígeno se combina rápidamente produciéndose la explosión. Este hecho, al parecer sin importancia, es en la mayoría de los casos, motivo de averías de muy graves consecuencias.
Figura 60.
Columna de motor SULZER
figura 61.
En algunas ocasiones, este tubo de desaireación del cárter, suele conectarse al colector de aspiración del motor, facilitando así la, salida de los vapores, cosa que no recomendamos, entre otras razones, porque esta aspiración trae consigo un aumento de consumo del aceite, con un empastamiento de los aros de los émbolos, ocasionando un irregular funcionamiento del motor.
Además de este tubo de desaireación, en el cárter y generalmente sobre sus puertas, se colocan unas válvulas de seguridad, para que en el caso que se produjese una acumulación de gas, estas válvulas se abran automáticamente, permitiendo la salida de este gas al exterior.
figura 62
Válvula de seguridad en tapas del carter
Representamos en la figura 62 una de estas válvulas y, como vemos, consta de un plato de gran superficie, que está mantenido en un asiento por la acción de un resorte. Normalmente la tensión del resorte es débil, y así, cuando el gas se acumula, antes de que la presión alcance un valor peligroso, vence la tensión de este resorte saliendo a la atmósfera, en este caso a la cámara de máquinas.
Repetimos que una anormal salida de vapor desde el cárter, bien por el tubo de desaireación, o por las seguridades, nos anuncia una irregularidad en el funcionamiento del motor que debe ser rápidamente solucionada.
Figura 63.
Vista vertical de la cruceta deslizándose por las correderas
Cuando hablábamos de la cruceta vimos que ésta, además de servir de conexión entre el vástago del émbolo y la biela, era la encargada de absorber las fuerzas perjudiciales creadas por la inclinación de la barra. En los motores de tronco, la fuerza perjudicial era absorbida dando una mayor longitud de la faldilla del émbolo. En los de cruceta disponíamos, hacia los extremos de la misma cruceta, de los patines, que es donde se destruye dicha fuerza perjudicial.
Para, lograr esta absorción de la fuerza, los patines, recubiertos de metal antifricción, se deslizan apoyados sobre unas piezas verticales, adaptadas en el bastidor, llamadas paralelas o correderas, que son de hierro fundido, y van empernadas fuertemente al bastidor, por una serie de pernos ajustados.
Si el motor es de un solo sentido de giro, la fuerza perjudicial actúa siempre en una misma dirección por lo que, colocando estas correderas solo en la cara correspondiente a la dirección de la fuerza, es suficiente. Pero en caso de un motor reversible vimos que según sea la marcha será la dirección de la fuerza, viéndonos pues, obligados a colocar correderas en ambas caras (figura 63). La tendencia actual es instalar el último sistema en todos los tipos de cruceta, ya que con ello también conseguimos una mejor guía en su funcionamiento.
Al igual que en todas las piezas sujetas a fuertes rozamientos, entre patín y corredera se desarrolla calor, y para eliminarlo hacemos llegar hasta ellos, a través de cruceta y cruceta y patín, por unos canales labrados, un ramal del aceite de engrase, con lo que aseguramos el suave deslizamiento de una pieza sobre otra.
Observando la figura 60 del bastidor correspondiente al motor SULZER, podemos ver la colocación de las correderas y, en la vista horizontal de la figura 63, la forma como la cruceta se desliza sobre las correderas, con los patines y los conductos del engrase a los mismos.
Como final de este capítulo podríamos decir que modernamente se está imponiendo el tipo de motores en los que la bancada y bastidor se construyen a base de plancha y soldadura presentando la enorme ventaja del ahorro de peso con respecto a la fundición.