Cualquier motor de combustión cuenta en su composición con un componente fundamental: la culata del motor. Sin esta pieza, el correcto y óptimo funcionamiento del vehículo, no se produciría. También conocida como cabeza del motor, esta pieza, desempeña varias de las funciones más básicas para el funcionamiento y sirve como soporte para otros elementos que componen el propulsor y el bloque del motor.
Como es de entender, para los profesionales del sector de la mecánica Minguez, hablar de la culata del motor es algo con lo que trabajan a diario, ya que están especializados en el rectificado de culatas. Sin embargo, para el resto de mortales, hablar de la culata, su junta, el cigüeñal o el sinfín de piezas que componen un vehículos, es simplemente, nombrar partes de un todo, como si supiéramos de que hablamos, pero en realidad, no tenemos ni la más remota idea.
En mi caso en particular, si recuerdo escuchar este término muchas veces, como si realmente se tratara de una parte imprescindible del coche. Pero nunca supe que forma tenía, ni cuales eran sus funciones o donde se encontraba ubicada. Como la mecánica no es algo que apasione a todo el mundo pero los coches sí, hablemos un poco de esta parte indispensable, conociendo sus componentes, podemos mejorar su rendimiento y, detectar posibles fallos. El conocimiento es poder, y conocer de mecánica, nos concede el poder sobre el vehículo.
Partiendo de esta base, digamos que la culata de la mayoría de los coches fabricados con un motor refrigerado por agua, llevan esta pieza independiente del bloque, unida por tornillos. Estos aseguran la unión entre ambos, impidiendo que se produzcan deformaciones por efecto del calor y la presión. La culata, se acopla al bloque mediante una junta que, impide las fugas de los gases producidos por la compresión o el liquido refrigerante que circula desde el bloque, a la culata.
La gran mayoría de las culatas, se fabrican con aleación de metales, generalmente, hierro fundido por ser el material más duradero y, menos costoso. Se trata, no obstante, de un material muy pesado y menos eficiente a la hora de disipar el calor, por lo algunos fabricantes, se decantan por fabricarlas con aluminio fundido, más ligeras y eficientes. Estas últimas, son las que utilizan para fabricar coches de alto rendimiento y carreras.
La culata y sus diferentes tipos
Respondiendo a la pregunta sobre que es la culata del motor, podemos decir que se trata de la pieza, fundamental, que sirve para alojar otros componentes indispensables como las válvulas de escape y admisión, los elevadores y muelles y la cámara de combustión. Cada modelo, posee una forma, pero todas las mismas funciones.
Su ubicación dentro del coche, es la parte superior del bloque del motor, siendo el elemento más importante y complejo a la hora de hacer el diseño del propulsor. Esto se debe a que debe soportar grandes cargas y temperaturas muy elevadas en la cámara de combustión.
En mecánica, se pueden encontrar tres tipos básicos de culatas:
Cabeza de cilindro de cabeza plana, utilizada en los motores antiguos. Este modelo, cuenta en la parte superior de su estructura con una protuberancia ovalada diseñada para el flujo de refrigerante.
Cabeza de válvula aérea (OHV), muy utilizado a partir de los años cincuenta del pasado siglo y todavía, utilizada. Estos cabezales, tienen las válvulas dentro de los mismos y no en el bloque como ocurre en los modelos de cabezal plano.
Cabeza de leva superior (OHC), que lleva, de forma generalizada, un árbol de levas en la misma posición que la leva. También denominada `por encima de la cabeza´, por estar instalada sobre la parte superior de la propia cabeza.
Partes que componen la culata del motor y sus funciones
Sabiendo como puede ser una culata y donde se encuentra situada en el coche, es momento de pasar a las diferentes partes y piezas que la componen, para entender la función que cumple cada una.
Así mismo, debemos conocer cuales son las principales funciones que tiene la culata del coche:
- Es el lugar donde se produce la combustión del coche.
- También en la culata se opera el mecanismo de la válvula.
- Regula la entrada y salida del aire.
- Ahí se encuentra la bujía de encendido.
- Sirve como tapa para el bloque de cilindros.
Para cumplir con todas estas funciones, la culata del motor, cuenta en su haber con un conjunto de piezas de cierta complejidad, las cuales, vamos a detallar a continuación.
El árbol de levas, cuya función es la empujar la válvula para que se abra. Esta diseñada para que, cuando el árbol de levas se gire, pueda presionar la válvula con la temporización adecuada.
Las válvulas, se definen como la compuerta entre el aire procedente del exterior y la cámara de combustión. Su función es permitir o no ese paso.
El resorte de la válvula, se utiliza para recuperar la posición de la válvula tras la presión ejercida. Es decir, una vez, el árbol de levas oprime la válvula, ese espacio queda abierto, de no existir este resorte, permanecería así, pudiendo producirse una fuga.
Un elevador de válvula/balancín, interactúan entre sí. En primer lugar, el elevador de válvula, actúa como una capa que cubre la superficie del vástago de la misma; el balancín, posee la misma función que un supresor de vástago de la válvula.
Estas nos suenan a todos y todas: las bujías de encendido. Dentro de la cámara de combustión, estas deben estar en el punto más alto. Así, la energía resultante, empuja el pistón y el motor, es más eficiente, razón por la cual la bujía, se encuentra en la culata y no en el bloque de cilindros.
Los motores diésel, cuentan con un inyector en lugar de con bujías de encendido. Basta con el inyector que conduce directamente a la cámara de combustión.
El colector de admisión es tubular, por donde entra el aire a través del sistema de inducción de aire. Su diseño es de tipo burbuja y su objetivo, hacer que el aire se aproveche durante el proceso de entrada.
Semejante al colector de admisión, el colector de escape, ejerce la función de canal de escape por el que fluye el aire. En este caso, no se trata de aire limpio sino de los gases de escape. Por lo tanto, su función es suministrar a los componentes de tratamiento el escape necesario de la combustión del gas residual.
En el caso de los motores diésel, los vehículos, cuentan con una bomba de inyección que, se encuentra en el extremo del árbol de levas de la culata. Su función es ampliar la presión de combustible antes de que se produzca la combustión. Las bombas de inyección convencionales son muy diferentes a las Common rail, más pequeñas pero que ejercen mayor presión, debido a que no disponen de temporización y la presión que ejerce, es continua.
También en los motores diésel, la culata, cuenta con la bomba de vacío que sirve para aligerar la potencia del frenado.
Todos estos componentes, son los que conforman la culata del motor, pieza fundamental (ya lo hemos dicho y redicho) para el correcto funcionamiento del vehículo. Para que la culata y el bloque del motor creen el tándem perfecto, otra pieza primordial que no puede faltar: la junta de la culata. Su función, simple pero fundamental, es la de sellar y comprimir el cilindro, con la mera finalidad de evitar posibles fugas de aceite en el motor.
Esta pieza, debe encontrarse en perfectas condiciones. En caso contrario, puede ocasionar serios y graves daños al cilindro y el funcionamiento del motor en general. Esta fabricada en acero resistente para poder soportar la elevada fuerza de compresión a la que se somete.
Posibles daños en la culata
Para saber si la culata del motor esta en mal estado o averiada, hay que llevar a cabo inspecciones del motor de forma periódica y regular. La inspección visual, es la mejor forma de saber si existe algún problema en ella, sin embargo existen algunos síntomas a los que prestar atención pues pueden indicar que la culata, esta rajada.
Ante una culata rota, se producirá una fuga de aceite, el testigo del salpicadero se encenderá, por lo que habrá que comprobar si hay aceite cerca de la culata.
Cuando una culata esta rajada, puede producirse fuga de liquido refrigerante. En consecuencia, el motor se calentará en exceso.
Un motor que rinde menos, es con mucha seguridad, uno de los síntomas más evidentes de fallo en la culata. El aire saldrá comprimido de la cámara de combustión, ralentizando el motor.
Puede darse la circunstancia de que la culata se rompa de tal manera que permita el escape de los gases de fuga, provocando que salga humo del motor. Esto es síntoma evidente de la necesidad de cambiar la culata de inmediato.
Si la culata tiene una raja demasiado grande, la mezcla en la cámara de combustión no será suficiente para que arranque el motor. Notar que el coche falla al arrancar puede hacer necesario el cambio inminente de la junta.
Fragmentando en partes un elemento como la culata, es cuando nos damos cuenta de lo apasionante que puede resultar el mundo de la mecánica. Todas las piezas funcionando a la perfección, independientes y, a la vez, accesorias.
