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EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LOS COJINETES ES UNA CUESTIÓNDE MATERIALES, ALEACIONES Y SUPERFICIES DE RODADURA.

FRICCIÓNAdemás de su función específica de alojamiento de piezas móviles, los

cojinetes de fricción del motor tienen una función aún más importante:

la recepción y la inclusión de partículas de desgaste. Este desgaste se

produce durante el funcionamiento normal del motor y forma partícu-

las que son tan pequeñas que no se pueden separar a través del filtro

de aceite, pero lo suficientemente grandes como para acelerar aún

más el desgaste si no quedan fijadas en el material. Esta función clave

para el mantenimiento de la concentricidad y la reducción del desgaste

del motor requiere una construcción especial.

Los cojinetes de fricción del motor están expuestos a distintos tipos de des-

gastes. Por esta razón están construidos de tal manera que puedan resistir

tanto la fricción mixta que produce un intenso desgaste durante el arranque del

motor en frío como las elevadas presiones de combustión. Debido a estos dife-

rentes tipos de exigencias, los cojinetes suelen estar fabricados con varios

materiales. Por una parte debe escogerse un material que sea muy resistente

al desgaste, y por otro debe existir una capacidad de integración de partículas.

LO IMPORTANTE ES EL MATERIAL

Los cojinetes de fricción MAHLE están formados por un sólido casquillo de

acero que, en función de las aplicaciones, puede estar recubierto de diferentes

metales antifricción. Los materiales para cojinete se escogen de tal manera que

las propiedades positivas de los diferentes materiales se complementen y que

la combinación sea óptima para las condiciones de aplicación. El desarrollo de

materiales juega un papel clave para poder satisfacer las exigencias a las que

se ven sometidos los cojinetes de fricción hoy y en el futuro. Gracias a años de

actividad y experiencia en el campo del desarrollo, MAHLE cuenta con un gran

número de aleaciones de alta calidad, entre otras de aluminio y bronce.

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EL TRABAJO POR CAPAS

Solidez, un asiento firme y buenas condiciones de rodadura son

exigencias contradictorias en lo que se refiere a los materiales. La

solución consiste en utilizar cojinetes de varias capas desarrolla-

dos según el principio de la división del trabajo. Las propiedades

de funcionamiento de los cojinetes, en particular su capacidad de

carga dinámica, no sólo dependen del material, sino también de

la estructura y del grosor de la capa así como de las característi-

cas constructivas de la superficie de fricción. Los cojinetes de

fricción MAHLE están formados por un sólido casquillo de acero

que, en función de las aplicaciones, puede estar formado por los

correspondientes metales antifricción. A continuación un resu-

men de los tipos de construcción de cojinetes.

Los cojinetes macizos constan de un solo tipo de metal,

normalmente una aleación de bronce dura. Estos cojinetes se

suelen utilizar en grandes motores, aunque también se

emplean en motores de automóviles como bujes de bulón en

el pistón, anillos de ataque y cojinetes del árbol de levas.

Los cojinetes de dos materiales constan de una capa

portante de acero, una capa intermedia y una capa de metal

antifricción. Como metal antifricción se utilizan principalmente

las aleaciones de aluminio. Los cojinetes de dos materiales se

emplean en motores de explosión y motores diesel de aspira-

ción de baja y mediana carga para automóviles. En función de

la aleación, se utilizan como bujes de bulón, bujes de balanci-

nes, anillos de ataque, cojinetes de árbol de leva, cojinetes de

bancada o cojinetes de biela.

Los cojinetes de tres materiales constan de una capa por-

tante de acero, una capa de rodadura, una capa de bloqueo y

una capa de deslizamiento. La capa de rodadura suele ser de

base de plomo-bronce y se aplica por galvanizado. Los cojine-

tes de tres materiales se utilizan preferentemente en motores

sometidos a esfuerzos mayores como bujes de bulón, cojinetes

de biela, cojinetes de bancada, y cojinetes de cigüeñal.

Los cojinetes tratados por bombardeo iónico son los más

sofisticados. Su estructura corresponde a la de los cojinetes de

tres materiales, utilizándose los mismos metales. No obstante

aquí se ha aplicado una capa de aluminio extremadamente resis-

tente sobre el material antifricción a través de un método de pro-

ducción especial, el bombardeo iónico (véase el recuadro «Pro-

ceso de bombardeo iónico»). Gracias a este recubrimiento los

cojinetes presentan una mayor dureza y resistencia al desgaste.

Estos son especialmente adecuados para motores que trabajan

con una elevada carga, como los motores turbo de automóviles

y vehículos industriales, donde se utilizan como cojinetes de biela

y de cigüeñal.

COJINETES TRATADOS POR BOMBARDEO IÓNICO:

LA DIVISIÓN DEL TRABAJO

La superficie de deslizamiento tratada por bombardeo iónico es

extremadamente dura y resistente al desgaste, pero su capacidad

de integrar partículas de desgaste es limitada. Para garantizar

esta integración de partículas se trata por bombardeo iónico sólo

una mitad del cojinete. La otra mitad es un cojinete de tres mate-

riales con un galvanizado superficial que integra las partículas

extrañas con gran eficiencia.

IMPORTANTE:

SABER QUÉ VA ARRIBA Y QUÉ VA ABAJO

La mitad de cojinete tratada por bombardeo iónico deberá ubi-

carse en la posición expuesta a mayores esfuerzos. Así por ejemplo,

en la biela la mitad tratada por bombardeo iónico deberá ubicarse

en el semicírculo superior del cojinete de biela grande, ya que en

esta zona incide la presión de combustión (véase la figura 1). En

el cigüeñal por el contrario, la presión de combustión actúa sobre

las mitades que están orientadas hacia abajo. Las mitades tratadas

por bombardeo iónico se reconocen por la inscripción «Sputter»

en el lado exterior. Muchas veces los cojinetes así tratados se

embalan y sueldan por separado para mayor seguridad.

¡ATENCIÓN, ORIFICIO PARA PASO DE ACEITE!

Otra fuente de error en la instalación de cojinetes de fricción es la

posición de montaje. En la mayoría de pares de cojinetes sólo

una mitad está provista de un orificio. Si el cojinete se lubrica a

través de un orificio (como en el caso del cigüeñal) deberá obser-

varse que el orificio del cojinete coincida con el orificio del aloja-

miento. Si se instalan los cojinetes en una posición equivocada,

esta no se lubricará correctamente. Como consecuencia de ello

se producirá una fuerte degradación que puede dar lugar a la sol-

dadura de los cojinetes con la muñequilla debido a la intensa

generación de calor que ello provoca (en la figura 2 se muestra

una soldadura del cojinete con el cigüeñal).

En la biela se instala la mitad tratada por

bombardeo iónico en el semicírculo superior,

donde actúa la presión de combustión.

Cojinetes macizos

Formado por un metal antifricción de aleaciones

especiales.

Cojinetes de dos materiales

La capa portante de acero se complementa con

una capa intermedia y una capa de material

antifricción; se utilizan en motores de baja y

mediana carga.

Cojinetes de tres materiales

Formados por una capa portante de acero, una

capa de rodadura, una capa de bloqueo y una

capa de deslizamiento (en el caso de los cojine-

tes «Sputter» cuenta con un acabado especial).

Se utilizan en motores con turbocompresión.

Consecuencias de un error de montaje: por

montaje erróneo de las mitades de cojinete

se tapó el orificio para aceite y se produjo un

gripado con el consecuente recalentamiento

que provocó la soldadura del cojinete con el

cigüeñal.

Identificación de un cojinete tratado por bombardeo

iónico: la inscripción «Sputter» en el lado exterior.

En el catálogo de cojinetes de fricción MAHLE podrá encontrar una relación de nuestro programa completo de cojinetes (también a través de Internet en www.mahle-aftermarket.com)

2

1

Proceso de bombardeo iónico

El proceso consiste en introducir los cojinetes formados por un casquillo

portador de acero, una capa de rodadura y una capa de bloqueo en una

máquina de bombardeo iónico en vacío. Mediante la pulverización del

cátodo se aplica el material para la capa de deslizamiento sobre el cojinete.

De esta manera se consigue una capa de deslizamiento extremadamente

dura y resistente al desgaste.

Fuente de

alimentación

Bomba de vacío

CátodoAporte de argón(gas plasma)

Flujo iónico

Flujo atómico de material (dispersión)

Plasma

Cojinetes

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