Service.

Programa autodidáctico 248

El concepto de motores en W

Diseño y funcionamiento

Introducción Las crecientes exigencias planteadas a la potencia y a la suavidad de funcionamiento, así como a la reducción del consumo de combustible, conducen a un continuo perfeccionamiento y a nuevos desarrollos de grupos motrices.

una mayor cantidad de cilindros con unas dimensiones extremadamente compactas del motor. Al mismo tiempo se ha implantado una construcción aligerada.

El nuevo motor W8 y el W12 de VOLKSWAGEN pertenecen a una nueva generación de motores en W.

Este Programa autodidáctico se propone familiarizarle con la parte mecánica de la familia de motores en W.

Los motores en W plantean exigencias de máximo nivel a su diseño. Se ha compaginado

S248_101

NUEVO

El Programa autodidáctico informa sobre diseños y modos de funcionamiento de nuevos desarrollos. No se actualizan los contenidos.

2

Las instrucciones de actualidad para la comprobación, el ajuste y la reparación se consultarán en la documentación del Servicio Postventa prevista para esos efectos.

Atención Nota

Referencia rápida Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

Mecánica del motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Datos técnicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Mecanismo del cigüeñal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 El motor en detalle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Impulsión por cadenas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Reglaje de distribución variable . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Impulsión de correa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Circuito de aceite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Circuito de refrigeración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 Alimentación de aire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 Sistema de escape . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

Servicio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Sistema de juntas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Cuadro de los tiempos de distribución . . . . . . . . . . . . 54 Herramientas especiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

3

Introducción Motores en W - ¿qué significa la W? Al perseguir el objetivo de conseguir grupos motrices más compactos con un mayor número de cilindros, se ha procedido a conjugar las características de los motores en V y en VR, obteniendo así los motores en W.

Si se contempla un motor en W por delante, la posición de los cilindros aparece como una doble V. Si unimos mentalmente las dos V de las filas izquierda y derecha obtenemos una W. De ahí ha surgido la denominación del motor en W.

En el caso de los motores en V, los cilindros están agrupados en dos filas, que en los motores W8 y W12 adoptan un ángulo de la V de 72°. Los cilindros de una misma fila guardan un ángulo de 15° entre sí, igual que en los motores VR.

72°

15°

15°

S248_104

S248_002

S248_001

4

Principio conceptual de los cilindros en W Para explicar el principio conceptual de la configuración de los cilindros en el motor en W le mostramos primeramente las arquitecturas habituales de los motores.

El motor con cilindros en línea representa la etapa de desarrollo más remota. Los cilindros van dispuestos en una línea, verticalmente sobre el cigüeñal. Ventaja: diseño simple Desventaja: si se tiene una mayor cantidad de cilindros resultan de ahí unos motores muy largos, que no pueden utilizar para el montaje transversal.

S248_003

S248_004

Motor con cilindros en V Para obtener motores más cortos se procede a disponer los cilindros de los motores en V en un ángulo de 60° hasta 120°, y los ejes geométricos centrales de los cilindros pasan por el eje central del cigüeñal. Ventaja: motores relativamente cortos

60 - 120° S248_005

Desventaja: los grupos motrices son relativamente anchos, tienen dos culatas separadas y plantean por ello una mayor complejidad para el diseño requiriendo a su vez un mayor espacio en el vano motor.

S248_006

5

Introducción Motores VR Para poder ofrecer una alternativa potente, también 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 diseños precedentes, este motor posee una sola culata. Así por ejemplo, se ha podido ofrecer el Golf con un motor compacto VR 6 cilindros.

15°

S248_007

S248_008

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 ángulo de 15° entre sí, mientras que las dos filas VR se encuentran en un ángulo de la V de 72°.

S248_009

72°

15°

S248_010

6

Principio modular de los motores en W Recurriendo a los módulos 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.

Motor en V

Motor VR

de 6 cilindros

de 6 cilindros

Motor en línea

Una gran cantidad de módulos de las series VR y W son idénticos, por ejemplo: - Válvulas, muelles de válvulas y anillos de asiento de válvulas - Balancines flotantes de rodillo - Elementos para la compensación del juego de válvulas Esto permite fabricar numerosas piezas en serie y alcanzar grandes cantidades de producción.

W16

72°

W12

de 6 cilindros

W16

2xW8

2xVR6

W12

S248_105

En la evolución de los motores de 6 cilindros se manifiesta la compacidad del motor VR6. Es bastante más corto que el motor comparable con los cilindros en línea y más esbelto que el motor en V. Al combinar dos motores VR6 con un ángulo de 72° surge un motor W12.

S248_011

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. También sería factible un motor W10 compuesto por dos motores VR5. De esa forma se puede explicar toda la gama de motores en W.

7

Introducción Una comparación Si se compara un motor convencional de 8 cilindros en V (cilindrada comparable) con un motor de 8 cilindros en W llama la atención especialmente su construcción compacta, de dimensiones mínimas.

Esto también se refleja si se comparan los cigüeñales. 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.

Motor W8

Motor V8

S248_014 S248_012

Cigüeñal W8

8

Cigüeñal V8

La ventaja del diseño se manifiesta más claramente aún si se compara un cigüeñal de un motor V12 convencional con el de un motor de 12 cilindros en W.

Esto significa, que la configuración en W permite reducir la cantidad de material que interviene y correspondientemente el peso referido al número de cilindros.

Motor W12

Para su comparación, he aquí el cigüeñal de un motor V12 con las mayores dimensiones

S248_013

S248_150

Cigüeñal W12

Cigüeñal V12

9

Mecánica del motor Datos técnicos - Motor W8

S248_017

10

Cilindrada [cm3]

3.999

Diámetro de cilindros [mm]

84

Carrera [mm]

90,168

Número de cilindros

8

Número de culatas

2

Entrecruce [mm]

± 12,5

Decalaje de las filas [mm]

13

Ángulo de la V [°] entre las culatas de ambas filas

72°

Ángulo de la V [°] entre los cilindros de una fila

15°

Número de válvulas

4 / cilindro

Splitpin (decalaje de los muñones de biela)

-18°

Orden de encendido

1-5-2-6-4-8-3-7

Potencia y par [Nm]

[kW]

500

200

400

150

300

100

200

50

S248_018 100 2000

4000

6000 1/min S248_021

Curva de par Curva de potencia

Letras distintivas del motor

BDN

Dimensiones (l x a x a) [mm]

420 x 710 x 683

Peso [kg]

aprox. 193

Potencia máx. [kW] ([CV])

202 (275)

Par máx. [Nm]

370

Combustible

Gasolina 98 octanos según DIN EN 228 Gasolina 95 octanos con un menor índice de potencia y par

Gestión del motor

Bosch Motronic ME7.1

Posición de montaje

longitudinal

Asignación de las cajas de cambios

5HP19 4-Motion, C90 6 marchas 4-Motion

11

Mecánica del motor Datos técnicos - Motor W12

S248_019

12

Cilindrada [cm3]

5.998

Diámetro de cilindros [mm]

84

Carrera [mm]

90,168

Número de cilindros

12

Número de culatas

2

Entrecruce [mm]

± 12,5

Decalaje de las filas [mm]

13

Ángulo de la V [°] entre las culatas de ambas filas

72°

Ángulo de la V [°] entre los cilindros de una fila

15°

Número de válvulas

4 / cilindro

Splitpin (decalaje de los muñones de biela)

+12°

Orden de encendido

1-12-5-8-3-10-6-7-2-11-4-9

Potencia y par

S248_020

[Nm] 800

[kW] 400

700

350

600

300

500

250

400

200

300

150

200

100

100

50 2000

4000

6000 1/min S248_022

Curva de par Curva de potencia

Letras distintivas del motor

BAN

Dimensiones (l x a x a) [mm]

513 x 710 x 715

Peso [kg]

aprox. 245

Potencia máx. [kW] ([CV])

309 (420)

Par máx. [Nm]

550

Combustible

Gasolina 98 octanos según DIN EN 228 Gasolina 95 octanos con un menor índice de potencia y par

Gestión del motor

Bosch Motronic ME7.1.1 (Sistema de dos unidades de control)

Posición de montaje

longitudinal

Asignación de las cajas de cambios

5HP24 4-Motion

13

Mecánica del motor Mecanismo del cigüeñal Entrecruce Centro cilindro

Los cilindros de una fila van entrecruzados en una línea, con un ángulo muy cerrado, de 15°. Disponiendo dos filas de cilindros en un ángulo 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 cigüeñal en este diseño. Eso significa, que los cilindros van desplazados 12,5 mm hacia fuera con respecto al centro geométrico del motor (punto de giro del cigüeñal).

Centro cilindro

15°

Entrecruce

Entrecruce

12,5 mm izq.

12,5 mm derecha

Decalaje de los muñones de biela Con el decalaje de los muñones de biela, llamado también (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 cigüeñal. Motor W10 720° cigüeñal : 10 cilindros = 72° ángulo fila de cilindros Motor W8 720° : 8 cilindros = 90° distancia de encendido 72° ángulo de fila de cilindros - 90° distancia de encendido = Decalaje muñones de biela (splitpin) -18° Motor W12 720° : 12 cilindro = 60° distancia de encendido 72° ángulo fila de cilindros - 60° distancia de encendido = Decalaje muñones de biela (splitpin) +12°

Centro cigüeñal

Punto de intersección

S248_186

de los centros de cilindros

Motor W12 21,833° 1

7 12°

6

12

8 2

3

11

9

5 4 10

S248_026

14

El motor en detalle Para familiarizarle pormenorizadamente con la arquitectura de los motores W8 y W12 trataremos a continuación sucesivamente los grupos componentes principales de ambos motores. Los siguientes grupos temáticos se tratan a continuación: -

el bloque motor con traviesa portacojinetes, el cigüeñal con bielas y pistones, los árboles equilibradores, las culatas, el cárter con bomba de aceite, la impulsión de cigüeñal, la impulsión por cadenas de distribución, la impulsión de correa para grupos mecánicos auxiliares y el colector de admisión de varias piezas

Colector de admisión

Motor W8

de varias piezas

Culatas

Cigüeñal con bielas y pistones

Bloque motor con traviesa portacojinetes

Cárter dividido con bomba de aceite S248_025

15

Mecánica del motor Bloque 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 cigüeñal. El elemento inferior del bloque está diseñado en forma de traviesa portacojinetes, y aloja los sombreretes inferiores de la bancada.

W12 Elemento superior del bloque

W8

S248_028

Elemento inferior del bloque

S248_027

Elemento superior del bloque motor El elemento superior del bloque de «Alusil» consta de una aleación hipereutéctica de aluminio y silicio (AlSi17CuMg). Hipereutéctica significa, que en la fase de enfriamiento de la fusión 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 aleación ya fría en comparación con una aleación eutéctica de Al-Si. 16

Con el empleo de esta aleación no se necesitan camisas adicionales o un recubrimiento de plasma para la refrigeración y lubricación de las paredes de los cilindros, porque el material ya posee la suficiente solidez y resistencia a efectos de temperatura.

Elemento inferior del bloque motor El elemento inferior del bloque es una traviesa portacojinetes, que lleva empotrados los cojinetes inferiores de la bancada.

Sombrerete

S248_033

S248_030 Elemento de fundición en la traviesa

Traviesa portacojinetes W12

S248_032

Traviesa portacojinetes W8 Abertura en la carcasa para el accionamiento de los árboles equilibradores

La traviesa portacojinetes también es de aluminio. Es una estructura nervada para los sombreretes inferiores de la bancada. Estos sombreretes son de fundición gris y se integran en la fundición de la traviesa.

S248_029

Van situados por el lado de presión del cigüeñal 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.

17

Mecánica del motor Cigüeñal Cigüeñal W8

El cigüeñal 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.

S248_036

Cojinete de bancada

Muñón de accionamiento para la

Muñón de biela

Ruedas dentadas para la cadena doble

bomba de aceite y los árboles equilibradores

S248_037

Muñón del cigüeñal Polea dentada árboles equilibradores Cojinete de

S248_043

bancada Cigüeñal de la familia de motores en W con radios en las esquinas Antivibrador S248_056 Rueda dentada

S248_045

bomba de aceite

La rueda dentada para la impulsión de la bomba de aceite se oprime y aprieta conjuntamente con la polea dentada para los árboles equilibradores (sólo en el motor W8) a través del antivibrador, apoyando contra el cojinete de bancada exterior.

18

Los muñones de biela van dispuestos por parejas de conformidad con su decalaje previsto en el cigüeñal. Al montar las bielas, los semicojinetes no deben apoyar sobre los radios o sobre el borde entre las dos muñequillas (utilizar herramienta auxiliar).

Bielas y pistones

Forma trapezoidal

Taladros

S248_048

Las bielas son de acero forjado y tienen sólo 13 mm de espesor. Son bielas trapeciales, que han sido cortadas en el proceso de fabricación. Para establecer un mejor intercambio del aceite, las superficies laterales de los sombreretes de las bielas llevan dos gargantas fresadas. Mediante dos taladros inclinados en la cabeza de la biela se establece la lubricación del bulón.

S248_047 S248_016

Gargantas para el intercambio de aceite

Orificios de drenaje

Los pistones son de una aleación de aluminio y silicio (Al Si). En virtud de que la culata constituye la mayor parte volumétrica de la cámara de combustión, la zona hundida en la cabeza del pistón es sólo de muy poco fondo. La superficie oblicua del pistón ha sido necesaria debido a la posición en V de los pistones. Cada pistón lleva 2 segmentos y un segmento rascador de aceite. Para la evacuación del aceite que se acumula en el segmento rascador hay pequeños orificios de drenaje en esa garganta hacia el interior del pistón.

S248_049

S248_050

Recubrimiento de hierro (Fe) para material de hermanamiento Al Si en el bloque central

19

Mecánica del motor Los árboles equilibradores del motor W8 El motor W8 posee dos árboles destinados al equilibrar las inercias que intervienen. Ambos árboles van alojados en el bloque motor. El árbol superior es accionado por el cigüeñal a través de una correa dentada. Una rueda dentada en el extremo del árbol superior impulsa al árbol inferior. Los árboles equilibradores se montan a través de dos taladros por el lado de embrague del bloque.

Taladros para

S248_055

el montaje

Rueda dentada de

Situar la marca de la rueda dentada de

impulsión en el cigüeñal

impulsión para el árbol equilibrador sobre

Rodillo tensor

la marca de la superficie de estanqueidad (PMS del cilindro 1).

S248_057

Alojamiento en casquillos cojinete del bloque motor

Situar la marca de la rueda

Piñón impulsor sobre

dentada de impulsión del

el árbol equilibrador

cigüeñal sobre la juntura divisoria (PMS del cilindro 1).

20

Los árboles equilibradores tienen una garganta en el extremo que aloja las ruedas dentadas. La placa de enclavamiento incide al estilo de una peineta en estas gargantas, fijando axialmente los árboles equilibradores. Al montar hay que disponer los árboles equilibradores en la posición PMS del cilindro 1. A esos efectos hay que girar los árboles al punto en que coincidan las rayas de posición de los árboles equilibradores.

Ruedas dentadas de los árboles equilibradores

Rayas de posición

Posición de los árboles equilibradores en PMS del cilindro 1

S248_108 Placa de enclavamiento

Árbol equilibrador I

S248_107 S248_054

Árbol equilibrador II

Accionamiento

Gargantas de enclavamiento

S248_058

El accionamiento de los árboles equilibradores se protege por el lado del mando de correa con ayuda de una tapa de material plástico.

S248_059

Por el lado del embrague se cierran los orificios de inserción para los árboles equilibradores, conjuntamente con el mando de cadena, poniendo una tapa de aluminio.

21

Mecánica del motor Volante de inercia bimasa con embrague

En las versiones equipadas con cambio manual, los motores en W incorporan siempre un volante de inercia bimasa. Evita que las oscilaciones torsionales del cigüeñal sean transmitidas a través del volante de inercia sobre la transmisión y puedan influir en el comportamiento dinámico.

S248_060

Volante de inercia bimasa

Tapa de embrague

Disco de embrague

S248_061

22

En el interior del volante de inercia bimasa, un sistema de amortiguación por muelles separa la masa de inercia primaria con respecto a la secundaria, de modo que las oscilaciones torsionales del motor no sean transmitidas al cambio. En las versiones equipadas con cambio automático se instala la chapa del convertidor en lugar del volante de inercia bimasa.

S248_061

Volante de inercia bimasa

Hueco en el dentado

Rueda generatriz de impulsos

S248_062

El volante de inercia bimasa se utiliza a su vez como rueda generatriz de impulsos para la detección del régimen del motor y para detectar la posición del cilindro 1 en acción conjunta con los transmisores Hall de los árboles de levas. Posee un hueco mayor en el dentado, que sirve como marca. Este punto se registra con cada vuelta del volante a través del transmisor de régimen, que va situado en la carcasa del cambio.

23

Mecánica del motor Culatas Los motores en W poseen dos culatas de aluminio, cada una con dos árboles de levas en cabeza. Los inyectores se insertan en las culatas.

Culatas del motor W8 Abertura para el inyector Alojamiento árbol de levas admisión

Alojamiento árbol de levas escape

S248_063

Cada culata de ambos motores en W posee un árbol de levas de admisión y uno de escape, en cuya parte frontal se instala el variador de distribución.

S248_067 Variador de distribución

Balancín flotante de rodillo

24

Árboles de levas

Árbol de levas

El mando de las 4 válvulas de cada cilindro se realiza por medio de balancines flotantes de rodillo, con características de fricción minimizadas. El juego de las válvulas se compensa por medio de elementos hidráulicos de apoyo.

Rodillo del balancín Balancín flotante de rodillo Válvula

S248_160 Elemento de apoyo hidráulico

S248_161

Debido a la posición de los cilindros se alternan las válvulas cortas y largas, así como los conductos de admisión y escape cortos y largos.

25

Mecánica del motor

Colector de admisión en el motor W12 Alimentación de aire admisión

Culatas motor W12

S248_170

Válvulas de admisión

Conductos de admisión

S248_171

Válvulas de escape

Conductos de escape

26

Conducción del aire secundario Al lado de los conductos de líquido refrigerante de y aceite se alimenta el aire secundario a través de conductos y taladros hacia conductos de escape, ante las válvulas correspondientes de escape. El aire se alimenta a través de una válvula de aire secundario en un conducto específico en la culata.

Desde allí se reenvía a la culata a través de ranuras en la brida de escape. El aire secundario llega hasta las válvulas de escape a través de conductos y taladros.

S248_169 S248_172

Empalme para válvula de aire secundario

Ranura en la brida de escape

Taladros hacia la válvula de escape en la zona interior

Taladros hacia la válvula de Taladros de

escape en la zona exterior

retorno de aceite

Válvulas de Conducto de aire secundario

escape en la zona exterior Válvulas de escape en la zona interior

líquido refrigerante Conductos de aceite

S248_174

Aire secundario

27

Mecánica del motor Impulsión por cadenas El sistema de impulsión por cadenas va instalado por el lado del volante de inercia en el motor. Desde una rueda dentada en el cigüeñal discurre una cadena doble hacia las ruedas dentadas en el árbol intermediario central. Desde allí se accionan los árboles de levas en ambas culatas por medio de una cadena simple. Hay tres tensores hidráulicos para establecer el tensado ideal de las cadenas.

Impulsión por cadenas en los motores en W Variadores de distribución

Carril de tensado

Carril de Tensor de cadena

deslizamiento

Árbol de levas de admisión

Árbol intermediario central

Árbol de levas de escape

Cadena simple Cadena simple

(cadena de

(cadena de

casquillos fijos), fila

casquillos fijos), fila

izquierda

derecha Carril de deslizamiento Tensor de cadena Cadena doble (cadena de rodillos)

Rueda dentada en el cigüeñal

Carril tensor

Tensor de cadena con carril de tensado

28

S248_075

Reglaje de distribución variable El motor W8, al igual que el motor W12, posee una distribución variable continua. Continua significa aquí, que la posición relativa del árbol de levas de admisión se puede variar en avance y retardo en un ángulo a discreción dentro de un margen de 52° con respecto a su posición neutra.

El reglaje se realiza por medio de variadores hidráulicos, que van atornillados cada uno en la parte frontal de los árboles de levas. El árbol de escape en el motor W8 es una excepción a este respecto. Sólo puede adoptar las posiciones de 22° de avance o retardo. La unidad de control del motor se encarga de regular la alimentación del aceite para los variadores de distribución a través de válvulas electromagnéticas.

Carcasa de distribución

S248_176

Variador celular de aletas

Electroválvula

árbol de levas de admisión

N205

Electroválvula N318

Variador celular de aletas árbol de levas de escape

S248_128

29

Mecánica del motor Arquitectura del sistema Posición neutra Si la electroválvula desplaza el émbolo de reglaje a una posición media, ambos conductos (a + b) y con ellos ambas cámaras (A + B) se cargan con aceite en ambos lados del rotor interior. El rotor interior adopta de ese modo la posición central del margen de reglaje, conjuntamente con el árbol de levas a que está fijado.

Electroválvula

Conducto de aceite (a) Conducto de aceite (b)

Émbolo de reglaje

Conducto de aceite (aa)

Cámara (B) Conducto de Retorno de aceite

aceite (bb)

Rotor interior (solidario con el árbol de

Aceite de motor a presión

levas) Retorno de aceite

Cámara (A)

Rotor exterior (solidario con la cadena de distribución)

Conductos anulares S248_135

Árbol de levas

Tope

Árbol de levas

posición neutra

reglaje retardo

de admisión

Árbol de levas de escape

Fila I Tope reglaje avance

Cámara (A)

Rotor interior S248_139

Cámara (B) Rotor exterior

30

Sentido de giro del accionamiento

Reglaje de retardo La válvula electromagnética conduce el flujo de aceite hacia el conducto (b). Desde el conducto (b), el aceite fluye a través de la garganta anular y el árbol de levas a través de los taladros (bb) hacia las cámaras (B) del variador de distribución. Al ingresar el aceite en las cámaras (B) se decala el rotor interior en sentido contrario al de accionamiento, produciéndose el reglaje de retardo para el árbol de levas. El aceite de las cámaras (A) se expulsa durante esa operación a través de los taladros (aa). Vuelve a la culata a través del árbol de levas y del conducto (a).

Fila I

Tope de retardo Árbol de levas

Árbol de levas

Árbol de levas

de admisión

de escape

Cámara (A)

Rotor interior Cámara (B) S248_138

Rotor exterior

Reglaje de avance Para decalar el rotor interior hacia delante, el émbolo de reglaje se desplaza en la válvula electromagnética de modo que el conducto (a) quede sometido a la presión del aceite. El aceite ingresa de ese modo en las cámaras (A) y produce un avance del rotor interior. La cámara B se vacía a través de la electroválvula al mismo tiempo, para conseguir un rápido comportamiento de respuesta.

Fila I Árbol de levas

Árbol de levas

Árbol de levas

de admisión

de escape

Tope avance

Cámara (A)

Rotor interior Cámara (B) Rotor exterior

S248_137

31

Mecánica del motor Impulsión de correa

Los siguientes grupos auxiliares y elementos se impulsan por medio de la correa: -

la bomba de líquido refrigerante el alternador la bomba de servodirección el compresor del climatizador

La correa poli-V de nervadura múltiple se tensa con ayuda de un rodillo tensor hidráulico y un rodillo de reenvío. 2 rodillos de reenvío se encargan de conducir la correa hacia todos los grupos a impulsar.

Impulsión por correa en el motor W8 y en el motor W12 del VW «D1»

Bomba de agua

Tensor hidráulico de correa con rodillo de reenvío

Rodillo de reenvío

Compresor del climatizador

Alternador

Rodillo de reenvío

Antivibrador

Bomba de servodirección

32

S248_077

En el motor W12 se monta el tensor hidráulico de la cadena con el rodillo de reenvío sobre el soporte para el compresor del climatizador.

Impulsión por correa del motor W12 en el Audi A8

Bomba de líquido refrigerante Rodillo de reenvío

Rodillo de reenvío

Tensor hidráulico de la correa

Compresor del climatizador

Alternador

Polea del cigüeñal con antivibrador

Rodillo tensor

Bomba de la servodirección S248_078

33

Mecánica del motor Circuito de aceite La bomba aspira el aceite del cárter y lo impele a través del módulo externo de filtro de aceite / radiador hacia el conducto de aceite principal.

El aceite pasa asimismo hacia el árbol intermediario, hacia el conjunto de distribución y tensores de las cadenas.

A través del conducto de aceite principal se alimenta el aceite para los cojinetes de bancada del cigüeñal y a través de un conducto ascendente en el bloque se suministra el aceite a presión hacia el conducto central.

En las culatas se establece el paso del aceite hacia los variadores de distribución y hacia los cojinetes de los árboles de levas a través de conductos correspondientes.

Desde el conducto central, el aceite fluye hacia los inyectores de aceite para la refrigeración de los pistones y hacia las culatas, asimismo a través de conductos ascendentes en el bloque, equipados con bloqueos antirretorno.

Circuito de aceite del motor W12

Los conductos de retorno llevan el aceite nuevamente hacia el cárter.

Electroválvulas Reglaje de distribución

Elementos hidráulicos

Variadores de

variable

Cojinetes árboles de levas

distribución

Conducto

Conducto de aceite

ascendente

central

Cojinetes del cigüeñal Inyectores de aceite para refrigeración de pistones

Conductos de retorno

Elemento superior del cárter de aceite S248_091

34

Rueda de impulsión

Conducto principal

Elemento inferior

bomba de aceite

de aceite

del cárter de aceite

Esquema del circuito de aceite de los motores en W

Variador de la distribución

Árbol intermediario

Electroválvulas

Cigüeñal 3 tensores de cadena con jeringa de aceite para la cadena Inyectores de aceite

Retorno S248_094 Cadena Bomba de aceite

Cárter de aceite

Módulo filtro/radiador de aceite

Cárter de aceite motor W8 Conducto principal de aceite

S248_083

35

Mecánica del motor El circuito de aceite según el principio del cárter húmedo Los motores W8 y W12 para los modelos VW poseen una lubricación con cárter húmedo. El motor W12 para los modelos Audi tiene una lubricación por cárter seco.

Lubricación por cárter húmedo, motor W8

S248_084

Módulo filtro/radiador de aceite

Bomba de aceite monoescalonada

En el caso del cárter húmedo se mantiene en el cárter de aceite la total cantidad correspondiente a la carga de aceite del motor. La bomba monoescalonada aspira el aceite del cárter húmedo a través del conducto de aspiración y lo impele de inmediato hacia el motor, previa refrigeración y filtración.

36

En contraste con el sistema de cárter seco, el cárter de aceite con cárter húmedo asume la función de colectar la total cantidad de la carga de aceite del motor. De esa forma tiene un mayor volumen, el cual influye en la altura total del motor.

El circuito de aceite según el principio del cárter seco Lubricación por cárter seco, motor W12 en el Audi A8

Depósito de acopio

Bomba de aceite de tres escalonamientos

Filtro

Radiador S248_088

En la versión con cárter seco no se mantiene en el cárter la total cantidad de la carga de aceite del motor, sino que se mantiene en un depósito de acopio adicional, externo. Para realizar esto se ha diseñado la bomba de aceite en versión de tres escalonamientos. Dos escalones aspiran el aceite en diversos sitios del cárter y lo elevan hacia el depósito de acopio.

El tercer escalón (escalón impelente) vuelve a conducir el aceite hacia el motor desde el depósito de acopio, haciéndolo pasar por el radiador y el filtro de aceite. Debido al menor volumen de aceite, el cárter puede obtener un diseño más aplanado, de modo que la altura total del motor resulte menor. Al cambio es preciso realizar un diseño un poco más complejo.

37

Mecánica del motor Cárter de aceite El cárter consta de dos piezas de fundición de aluminio. El elemento inferior es el depósito de aceite. En el elemento superior se aloja el conducto principal de aceite.

Elemento superior

Conducto principal

del cárter

de aceite

Nervaduras canalizadoras especiales se encargan de tranquilizar el aceite en depósito. El sensor que transmite las señales del nivel de aceite hacia la unidad de control del motor se encuentra cerca del tornillo de vaciado de aceite, introducido y atornillado por debajo en el elemento inferior del cárter.

S248_079

Nervaduras canalizadoras (chapas de barboteo)

Transmisor del nivel de aceite

Elemento inferior del cárter

Tornillo de vaciado de aceite

Bomba de aceite

Accionamiento

Conducto de aspiración

Elemento inferior del cárter de aceite S248_082

La bomba aspira el aceite del depósito en el cárter a través del conducto de aspiración y lo impele hacia el circuito de lubricación.

38

La bomba de aceite en versión monoescalonada es impulsada por el cigüeñal a través de una cadena por separado en el bloque.

S248_081

La bomba de aceite se monta por debajo, atornillándola a la traviesa portacojinetes.

Módulo filtro/radiador de aceite

Para poder adaptar el motor más adecuadamente a las diferentes condiciones de espacio en los distintos tipos de vehículos, el circuito de aceite de los motores en W posee un módulo externo que abarca el filtro y el radiador de aceite. El filtro de aceite está diseñado de modo que se pueda sustituir el cartucho en el Servicio Postventa.

Módulo filtro/radiador de aceite W8

S248_095

39

Mecánica del motor Lubricación El aceite en el circuito asume funciones de lubricación y refrigeración. Los motores en W se cargan con aceite de motor 0W30 3.5.

Inyectores de aceite para los pistones A partir del conducto central en el elemento superior del bloque se conduce el aceite hacia inyectores pequeños que van alojados en la parte inferior de los cilindros, para lubricar las superficies de deslizamiento de los pistones y los bulones, así como para refrigerar los pistones.

S248_093

Lubricación de los cojinetes de bancada

Cigüeñal

Semicojinete superior

El aceite se alimenta a través de taladros desde el conducto principal hacia el cigüeñal. Allí se transporta a través de una garganta en el dorso de los semicojinetes hacia el semicojinete superior. A través de cinco taladros pasa finalmente el aceite del semicojinete superior hacia el cigüeñal. S248_092 Traviesa portacojinetes

Alimentación de aceite

Garganta en la parte dorsal de los semicojinetes

40

Lubricación de los cojinetes de biela

S248_175

Taladro del cojinete de bancada al cojinete de biela

Garganta en el bloque

Garganta semicojinete interior (sólo en el semicojinete superior) Afluencia al cojinete de biela

S248_177 Cámaras de

Afluencia al

transición

cojinete de bancada

El aceite pasa de la garganta periférica exterior a través de cinco taladros hasta la media garganta interior prevista solamente en el semicojinete superior. Con ayuda del taladro se establece una película de aceite uniforme. Mediante cámaras de transición integradas en el semicojinete inferior se establece una alimentación de aceite uniforme a través de los taladros en el cigüeñal hacia los cojinetes de biela.

41

Mecánica del motor Circuito de refrigeración El circuito de refrigeración se carga con el líquido refrigerante VW G12. A partir del conducto central para líquido refrigerante en el elemento superior del bloque se conduce el líquido refrigerante hacia las culatas. Mediante nervaduras canalizadoras se establece una irrigación uniforme de todos los cilindros. El sentido de flujo se conduce desde el lado de escape de las cámaras de combustión hacia el de admisión.

El circuito de refrigeración está dividido en un subcircuito pequeño, en el que el líquido refrigerante sólo recorre el bloque motor y en un subcircuito exterior, que recorre el radiador.

Circuito de refrigeración en el motor W8

Calefacción

Polea poli-V

Bomba líquido refrigerante

Transmisor de temperatura del líquido refrigerante

Radiador

Termostato

S248_098 Radiador de aceite

Alternador Transmisor de temperatura del líquido refrigerante a la salida del radiador

Circuito de refrigeración pequeño Circuito de refrigeración grande

42

Depósito de expansión

Circuito de refrigeración en el motor W12 Intercambiador de

Intercambiador de

Calefacción

calor derecho

calor izquierdo

estacionaria

Válvula

Transmisor de temperatura del líquido refrigerante

periodificada

Radiador

Radiador adicional

Termostato Bomba líquido refrigerante

S248_099 Radiador aceite transmisión

Alternador Radiador aceite motor

Circuito de refrigeración pequeño Circuito de refrigeración grande

Transmisor de temperatura del líquido refrigerante a la salida del radiador Depósito de expansión

43

Mecánica del motor

El caudal de refrigeración fluye desde el conducto de líquido refrigerante hacia el bloque y de allí hacia las dos culatas. Dos terceras partes del caudal se conducen hacia la zona exterior y una tercera parte hacia la zona interior de cada culata. Este principio hace posible una refrigeración particularmente uniforme y lleva el nombre de refrigeración de flujo transversal.

S248_114 Caudales del líquido refrigerante en las culatas

S248_115

El líquido refrigerante recorre las culatas desde el lado de escape hacia el de admisión. De esa forma se consigue una excelente compensación de temperaturas y una refrigeración eficaz de las almas de escape en la culata y de las bujías. 44

La bomba de líquido refrigerante para ambos motores en W va situada en la parte frontal del bloque. Se encuentra directamente ante el conducto central para líquido refrigerante y se impulsa por medio de la correa poli-V.

S248_110 Bomba de líquido refrigerante con rodete

La conmutación se lleva a cabo a través de un termostato eléctrico. En los motores W8 y W12 se coloca por arriba en el elemento superior del bloque. Para la sustitución de este termostato es preciso desmontar el colector de admisión. La excitación eléctrica del termostato permite influir en el punto de conmutación y, por tanto, en la temperatura del líquido refrigerante. En la unidad de control del motor se han programado familias de características, según las cuales se puede establecer la temperatura deseada en función de las necesidades momentáneas que plantea el funcionamiento del motor. S248_111

S248_112

Para información detallada puede consultar el SSP 222.

Resistencia de calefacción S248_179

Elemento de cera

Termostato eléctrico para refrigeración por familia de características

Perno de elevación

45

Mecánica del motor Alimentación de aire La alimentación de aire se realiza por medio de un conducto de admisión de geometría cónica. Consta de cuatro piezas en una aleación de aluminio. El elemento inferior del colector de admisión se atornilla con las culatas entre ambas filas de cilindros. Sobre el elemento inferior se sitúa luego el elemento superior del colector de admisión, de mayores dimensiones. El elemento superior está estructurado de modo que sea posible desmontar por separado el tubo colectivo de las filas de cilindros I y II. Esto facilita el acceso, p. ej. hacia las bobinas individuales y las bujías.

Motor W8 Elemento superior del colector de admisión

Tubo colectivo

Tubo colectivo

fila I

fila II Elemento inferior del

S248_116

colector de admisión

El aire aspirado por el motor W8 se canaliza a través de una unidad de mando de la mariposa hacia ambos tubos colectivos.

S248_117

Unidad de mando de la mariposa

S248_118

46

Motor W12

El colector de admisión en el motor W12 consta de una aleación de magnesio. A diferencia del motor W8, cada fila de cilindros tiene una unidad de mando de la mariposa propia, en la cual confluyen los tubos colectivos correspondientes.

Elemento superior del colector de admisión

Tubo colectivo

Tubo colectivo

fila I

fila II Elemento inferior del

S248_119

colector de admisión

S248_120

Unidad de mando de la mariposa

S248_121

47

Mecánica del motor Respiradero del cárter del cigüeñal

La válvula de diafragma limita la depresión en el cárter del cigüeñal, independientemente de la presión reinante en el colector de admisión, de modo que los gases fugados (blow-by) del cárter y depurados pasen de forma continua al colector de admisión y puedan ser quemados en el motor. No se arrastra aceite durante esa operación. El separador de aceite se encarga de eliminar las partículas de aceite en los gases fugados del cárter. El aceite separado vuelve al cárter.

Motor W8 Válvula de diafragma

S248_122 Separador de aceite

48

Motor W12 Válvula de diafragma izquierda

Separador de aceite

S248_123

Válvula de diafragma derecha

Separador de aceite

S248_129

Debido a que el motor W12 posee un colector de admisión de doble caudal, cada fila de cilindros posee lateralmente una válvula de diafragma y un separador de aceite.

49

Mecánica del motor Sistema de escape El motor W8 posee un colector de escape para cada culata, con un catalizador fijo cada uno. Para la regulación de los gases de escape se necesitan por ello cuatro sondas lambda en total.

El sistema de escape lleva un silenciador primario y uno secundario para cada fila de cilindros, así como un silenciador central compartido.

Sondas lambda Silenciador secundario

Silenciador central

Colector

Silenciador primario

Catalizador Tubos finales

Sistema de escape motor W8

S248_124

S248_125

50

Silenciador primario Silenciador secundario

Sonda lambda postcatalizador

Catalizadores principales

Silenciador central

Sonda lambda precatalizador

Colector

Precatalizador

Sonda lambda postcatalizador Tubos finales Precatalizador Sonda lambda precatalizador

Sistema de escape motor W12 S248_126

El motor W12 tiene dos colectores de escape en cada culata. Cada uno de estos colectores de escape está comunicado con un precatalizador propio, situado cerca del motor. Después de ello, los dos tubos de escape de cada fila confluyen en un catalizador principal. El sistema de escape posee para cada fila de cilindros un silenciador primario, un silenciador central y un silenciador secundario. Cuatro catalizadores previos y dos principales permiten conseguir una buena calidad en la reducción de las sustancias contaminantes. Para vigilar que la combustión sea de buena calidad o bien para obtener una reducción óptima de los contaminantes se aplican cuatro sondas lambda precatalizador y cuatro sondas postcatalizador.

Colectores de escape

S248_127

51

Servicio Sistema de juntas El sellado de las culatas hacia las tapas de válvulas se realiza a través de una junta de goma respectivamente; hacia las superficies de contacto del colector de admisión se efectúa por medio de una junta de material elastómero; hacia los colectores de escape se establece a través de una junta nervada de metal en dos capas y hacia el bloque motor por medio de una junta nervada de metal de varias capas.

También la junta entre la traviesa portacojinetes y el elemento superior del cárter de aceite es una versión nervada de metal monocapa. El elemento superior y el inferior del cárter de aceite, así como el elemento superior del bloque motor y la traviesa portacojinetes se hermetizan por medio de sello líquido.

Junta laminada de varias capas en metal / material elastómero entre culata y superficie de contacto hacia el colector de admisión Junta de goma entre culatas y tapas de válvulas Junta nervada de metal de dos capas entre culatas y colectores de escape

Junta nervada de metal en varias capas entre las culatas y el bloque motor

Sello líquido entre el elemento superior del bloque motor y la traviesa portacojinetes

Junta nervada de metal con S248_148 Sello líquido entre los elementos

superior del cárter de aceite y la

superior e inferior del cárter de

traviesa portacojinetes

aceite

52

recubrimiento entre el elemento

Sellos líquidos En fábrica se aplican los sellos líquidos mediante máquinas de control numérico (CNC), con objeto de establecer una dotación homogénea del sellante. El sello líquido entre la tapa inferior de la caja de la cadena y las tapas superiores se aplica con un procedimiento distinto. Aquí primero se atornillan las piezas y luego se inyecta el sellante a través de boquillas roscadas hacia la garganta de la tapa superior para la caja de la cadena (sistema de inyección de sellante).

La cantidad de sellante inyectada es suficiente a partir del momento en que el sello líquido sale por los orificios en el extremo de la tapa para la caja de la cadena. Las boquillas roscadas se dejan en la carcasa después de haber inyectado el sellante. Sin embargo, para efectuar un sellado de reparación es preciso sustituirlas.

Boquilla roscada

Boquilla roscada para inyectar el sello líquido Tapa superior de la

S248_152

caja de la cadena

S248_151 Ranura para el sellante

Tapa superior de la caja de la cadena (elemento

S248_140

cubriente) Tapa inferior de la caja de la cadena S248_153

(brida de estanqueidad) Boca de salida

53

Servicio Cuadro de los tiempos de distribución Si llega a ser necesario desmontar las culatas se tienen que volver a poner a punto los tiempos de distribución. He aquí las marcas importantes al estar el pistón del primer cilindros situado en PMS.

S248_192

Colocar en la flecha de la fila II el eslabón de cadena en color cobre

Colocar en la flecha de la fila II el eslabón de cadena en color cobre S248_144

Árbol de levas de escape decalado hacia avance

Árbol de levas de admisión decalado hacia retardo

Fila II

Situar la marca del antivibrador sobre la juntura divisoria del bloque: Pistón del cilindro 1 sobre PMS.

S248_191

54

Enroscar el mandril insertable para la inmovilización del cigüeñal en el taladro roscado del bloque: Pistón del cilindro 1 sobre PMS.

S248_190

Colocar la regleta para el ajuste de los árboles de levas.

Colocar el eslabón de cadena en color cobre sobre el diente marcado del árbol intermediario y el taladro en el bloque Colocar el eslabón de cadena en color cobre sobre la flecha de la fila I

S248_193

Decalaje del árbol de levas de admisión hacia avance

Colocar el eslabón de cadena en color cobre sobre la flecha de la fila I

Decalaje del árbol de levas de escape hacia retardo

Fila I

Al colocar la cadena de distribución inferior hay que poner el eslabón de color cobre sobre el diente marcado y situar el diente marcado sobre la junta divisoria del bloque: Pistón del cilindro 1 sobre PMS.

S248_178

Para los detalles de la forma de proceder al ajustar los tiempos de distribución consulte por favor el Manual de Reparaciones. S248_194 Diente normal

Diente marcado

55

Servicio Herramientas especiales

Designación

Herramienta

Aplicación

Regleta para el ajuste de los árboles de levas

Para ajustar los árboles de levas al poner a tiempo la distribución

Herramienta núm.: T 10068

S248_187

Mandril insertable

Para inmovilizar el cigüeñal

Herramienta núm.: 3242

S248_188

Soporte para motores y cajas de cambios

Para desmontar y montar motores y cajas de cambios

Herramienta núm.: VAS 6095

S248_195

56

Notas

57

Pruebe sus conocimientos 1. Los cilindros de los motores con arquitectura en W van dispuestos: a. como dos motores con los cilindros en línea, uno detrás del otro b. como dos motores con los cilindros en línea, uno al lado del otro c. como dos motores en V yuxtapuestos

2. El motor en W tiene una fila de cilindros a la derecha y una a la izquierda. Se encuentran en un ángulo de: a. 15° b. 60° c. 72° d. 120°

3. El número de cilindros en un motor de arquitectura en W puede ser: a. W18 b. W16 c. W12 d. W10 e. W8

4. ¿Qué significa splitpin? a. Entrecruce. Es de 12,5 mm. b. Decalaje de los muñones de biela. Permite conseguir una distancia uniforme del encendido. c. El centro del cigüeñal (punto de giro) se encuentra dentro del punto de intersección de las medianas de los cilindros que se cruzan.

58

5. ¿Por qué posee árboles equilibradores el motor W8? a. Para evitar la transmisión de oscilaciones torsionales del cigüeñal hacia el cambio de marchas b. Para compensar las oscilaciones torsionales que se generan c. Para compensar las fuerzas másicas que se generan d. Para determinar el régimen del motor

6. Para determinar el régimen del motor se emplea una rueda generatriz de impulsos. a. Se la encaja en el cigüeñal. b. Se integra en el volante de inercia bimasa. c. Se encuentra por el lado de las ruedas dentadas de los árboles equilibradores.

7. ¿Qué conductos pasan a través de las culatas? 1.) __________________________________________________________________________ 2.) __________________________________________________________________________ 3.) __________________________________________________________________________

8. ¿Qué tipo de reglaje de distribución variable se implanta? a. Neumático b. Hidráulico c. Mecánico

59

Pruebe sus conocimientos 9. Los márgenes de reglaje del variador de distribución son diferentes para los árboles de admisión y de escape. El árbol de levas de escape en el motor W8 puede: a. someterse a reglaje continuo. b. decalarse únicamente a las posiciones de avance o retardo.

10. Los siguientes grupos auxiliares se accionan con la impulsión por correa: a. la bomba de líquido refrigerante b. el alternador c. la bomba de combustible d. la bomba de la servodirección e. el compresor del climatizador

11. ¿Qué afirmación es correcta? a. El motor W8 posee una lubricación por cárter húmedo. b. El motor W12 para los modelos VW posee una lubricación por cárter seco. c. El motor W12 para los modelos VW posee una lubricación por cárter húmedo.

12. En la unidad de control del motor hay programadas unas familias de características, según las cuales se puede establecer la temperatura deseada en función de las necesidades momentáneas que plantea el funcionamiento del motor. ¿Qué afirmación es correcta? a. En todo el circuito de refrigeración hay un solo transmisor de temperatura, instalado a la salida del radiador. b. En el circuito de refrigeración hay dos transmisores de temperatura. c. En todo el circuito de refrigeración hay un solo transmisor de temperatura, instalado a la salida del bloque motor.

60

13. ¿Qué afirmación es correcta? a. El líquido refrigerante recorre las culatas desde el lado de escape hacia el de admisión. De esa forma se obtiene una excelente compensación de temperaturas, así como una refrigeración eficaz de las almas de escape en la culata y de las bujías.

b. El líquido refrigerante recorre las culatas desde el lado de admisión hacia el de escape. De esa forma se obtiene una excelente compensación de temperaturas, así como una refrigeración eficaz de las almas de escape en la culata y de las bujías.

14. En las tapas superiores de la caja de la cadena se practica un nuevo procedimiento para la aplicación del sello líquido. El sellante se inyecta a través de boquillas roscadas. a. Las boquillas roscadas tienen que ser sustituidas para un sellado de reparación. b. Las boquillas roscadas se pueden utilizar las veces que se deseen. c. Las boquillas roscadas se deben desatornillar después de un sellado de reparación.

61

Notas

62

63

Soluciones 1.) c 2.) c 3.) b, c, d, e 4.) b 5.) c 6.) b 7.) 1 Conductos de aceite 2 Conductos de líquido refrigerante 3 Conductos de aire secundario 8.) b 9.) b 10.) a, b, d, e 11.) a, c 12.) b 13.) a 14.) a

248

Sólo para el uso interno © VOLKSWAGEN AG, Wolfsburg Reservados todos los derechos. Sujeto a modificaciones técnicas. 140.2810.67.60 Estado técnico: 08/01

❀ Este papel ha sido elaborado con celulosa blanqueada sin cloro.