Mantenimiento CBR600F4i - Tensor distribución y válvulas

Muy buenas.

Después de siglos sin pasar por aquí, voy a poner un par de ‘bricos’ sobre dos temas de mantenimiento de la moto. Como no he sido capaz de encontrar mucha documentación en la red, voy a poner detalles para que el que tenga que hacerlo pueda disponer de alguna referencia adicional a lo que indica el manual de taller.

Siguiendo mi propio calendario de mantenimiento, algo más frecuente de lo recomendado por el fabricante, me toca cambiar aceite y filtro. Aprovecharé para limpiar y lubricar el filtro de aire (cambié el original de Honda por un K&N, que puede/debe durar toda la vida de la moto con un mantenimiento apropiado, y que viene a costar más o menos lo mismo que el original). Y voy a aprovechar para:

• Cambiar el tensor de la cadena de distribución.

• Revisar las válvulas y ajustarlas si es necesario.

Voy a crear una entrada en el blog para detallar cada una de estas dos operaciones, pues no he encontrado mucho en inglés y casi nada en español. Haré un video y pondré fotos para detallar el proceso lo máximo posible.

Lo que resta de esta entrada, trataré de explicar básicamente la función de los principales elementos en el motor y qué es lo que voy a hacer, así que si ya sabes que es un tensor o por qué es necesario realizar un ajuste de válvulas, no hace falta que sigas leyendo.

Introducción

Como ya he indicado en una entrada anterior, tengo una CBR 600 F4i de 2004. Lo que voy a contar a continuación puede valer para muchas otras motos, siendo casi idéntico en el caso de motores de 4 cilindros en línea, presentes en casi todas las deportivas japonesas. 

Las dos operaciones no entrañan excesiva dificultad, pero si cambiar el aceite te suena a reto, y purgar el líquido de frenos o sustituir el refrigerante te suena a algo para lo que es necesaria una diplomatura, mejor no te pongas con las dos operaciones descritas.

Una vez más, son necesarios un mínimo de herramientas y conocimientos para realizar las operaciones que se avanzan aquí y se detallan en siguientes entradas. Si no te sientes capaz, no te tires al ruedo y lleva la moto al taller, donde estarán encantados de hacerlo y pasarte la minuta correspondiente. Y si lo hacen mal, pues al menos puedes gritar, reclamar y exigir que te dejen la moto bien y te regalen un llavero. Si lo haces tú te ahorrarás algo de dinero, pero si te equivocas puedes liar un estropicio tremendo. Y la parienta / amigos tendrán algo que recordarte durante mucho tiempo.

Lee bien, hazlo con cuidado, revisa, comprueba, revisa, y otra ración de cuidado. Mucho cuidado y mucha paciencia. Y si algo va mal por favor no me crucifiques, que no será por no haber avisado.

Motor de cuatro tiempos

No voy a dar una clase magistral, pero por si alguno anda algo perdido voy a comentar, muy básicamente, como funciona un motor de 4 tiempos y 4 cilindros en línea. Esto vale para otro tipo de motores, y otras configuraciones, pero por si hay particularidades me centro en este tipo de motores, comunes a la mayoría de las motocicletas y a muchos de los coches de gasolina; más desde que con la miniaturización empiezan a desaparecer los motores de más de 4 cilindros, y te compras hoy en día un BMW 528 para descubrir que tiene 4 cilindros, igual que un Renault 11 GTL. Pero no me quiero desviar que me pierdo, y me podéis poner a caldo.

Un motor de gasolina funciona básicamente porque una mezcla de aire y combustible se introducen en una cámara de combustión (cilindro). Un pistón recorre el cilindro, y según va subiendo esa mezcla se comprime. Mediante una bujía se produce una chispa en el momento adecuado (cuando el pistón está en la parte más alta), lo que enciende la mezcla, y la energía producida por la combustión hace que el pistón baje hacia abajo.

Ya tenemos un pistón que sube y baja. En el motor de 4 tiempos los 4 tiempos o carreras son los siguientes: el pistón baja para aspirar mezcla (admisión), sube para comprimirla (compresión), baja de nuevo tras la combustión (expansión), y sube por última vez para expulsar los gases resultantes de la combustión (escape). De esos 4 tiempos sólo uno produce trabajo (o energía, no me echéis los perros que recuerdo la física de COU), que es la bajada del pistón tras la combustión.

En un motor de 4 cilindros en línea tenemos 4 cilindros uno junto al otro. No todos funcionan en el mismo tiempo: a fin de reducir vibraciones y para asegurar un correcto funcionamiento, cuando un cilindro está en compresión otro estará en escape, etc. Como siempre, para más detalles Wikipedia y google.

El tema es que tenemos pistones que suben y bajan. ¿Y cómo se traduce eso en que se mueva una rueda? Pues para eso está el cigüeñal. El cigüeñal es una pieza, parecida a una serpiente (ya, ya lo sé, pedazo de comparación, pero mi idea es que lo lea el neófito, o mi señora, y medio se entere) que se encarga de convertir el movimiento de traslación de los cilindros en movimiento giratorio: el giro del eje de salida del motor, que ataca al embrague, cambio y de ahí a las ruedas mediante la cadena de transmisión, la correa, el cardan, el diferencial y los palieres, o lo que corresponda.

Cigüeñal

Volviendo al cigüeñal, tiene varias muñequillas sobre las que se enganchan las bielas, que a su vez van enganchadas a la parte inferior de los pistones. El pistón sube y baja por el cilindro, pero por el movimiento de las bielas y la forma del cigüeñal este movimiento se traduce en un movimiento giratorio.

Pistón con biela

El cigüeñal transforma un movimiento de traslación en uno de rotación

Bueno, por si alguno no se ha caído de la silla de risa o aburrimiento, seguimos para bingo…

Tenemos un cigüeñal que, por medio de las bielas, va unido a los pistones que se deslizan por unos cilindros. Sabemos que el motor tiene 4 tiempos de funcionamiento, y sabemos que los cilindros funcionan en tiempos distintos. Normalmente dos de ellos están siempre en la misma posición, pero no en el mismo tiempo. Así el cilindro 1 y 4 llegan al punto superior (TDC, Top Dead Center, el momento en que el pistón está lo más alejado posible del cigüeñal) en el mismo momento, pero mientras uno está en compresión el otro está en escape. En ese momento los cilindros 2 y 3 están abajo del todo, uno en la carrera de expansión y el otro en admisión. De esa forma, sólo un cilindro genera trabajo cada vez.

¿Y cómo diantres se coordina todo esto? Ya puestos, ¿cómo entra y sale la mezcla de los cilindros? Pues mediante las válvulas situadas en la parte superior de los cilindros.

Cada cilindro tiene un mínimo de 2 válvulas, con todas las variaciones y complicaciones que se quiera. Casi todos los motores tetra cilíndricos de motos tienen cuatro válvulas por cilindro, Audi en su tiempo usó cinco, recuerdo de algún motor con 3, pero no vamos a hacer historia.

En “nuestros motores”, tenemos una o dos válvulas de admisión y una o dos válvulas de escape (de aquí en adelante haré referencia a 4 válvulas por cilindro). La mezcla de aire y gasolina entra a los cilindros por las válvulas de admisión, y sale de los cilindros por las válvulas de escape, a mucha temperatura. De las válvulas de escape sale a los colectores de escape, de donde llega al catalizador para quemar lo que salga sin consumir del cilindro, y de ahí al escape.

Volvemos a recopilar. Tenemos cilindros con pistones en su interior, que suben y bajan. Y ese movimiento se transmite a través de las bielas a un cigüeñal. Esos cilindros tienen unas válvulas que son las que hacen que entre la mezcla o salgan los gases de la combustión. Teóricamente, en la carrera de admisión abren las válvulas de admisión, en la de compresión cierran todas, en la de expansión cierran todas, y en la de escape están abiertas las válvulas de escape. En la práctica abren un poco antes, un poco después, un poco más o un poco menos, puede haber algo de “cruce” de válvulas, donde las de admisión y escape están abiertas a la vez unos instantes, pero nos quedamos con la teoría, y un funcionamiento de abierto / cerrado.

Las válvulas están en la parte superior de los cilindros (lo que conocemos como “la culata”). El cigüeñal lleva un piñón al que va enganchada una correa o una cadena de distribución (cadena normalmente en las motos) y que transmite el movimiento del cigüeñal a uno o dos árboles de levas. Estos árboles de levas, son unos “tubos con bultos (las levas)”, que van encima de las válvulas. Llevan unas prominencias (las levas) que coinciden con la posición de las válvulas, y son las que las empujan o dejan de empujar para que abran y cierren. En un motor de 4 cilindros y 16 válvulas normalmente hay dos árboles de levas, uno que controla las 8 válvulas de admisión y otro que controla las 8 válvulas de escape.

Árbol de levas. Esas 'protuberancias' son las levas. Cada una de ellas en una posición distinta para mandar la posición de las válvulas de cada cilindro.

Levas en funcionamiento, empujando las válvulas

El piñón del cigüeñal (abajo) mueve los dos árboles de levas (arriba) mediante la cadena de distribución. En la parte central - izquierda puede verse el patín para el tensado y el tensor de la cadena, con forma cilíndrica.

Y ya tenemos todas las piezas: los pistones suben y bajan por los cilindros, y transmiten su movimiento de traslación por medio de las bielas al cigüeñal, que lo convierte en movimiento giratorio. Ese movimiento giratorio se aprovecha para, mediante una cadena, mover los árboles de levas, que provocan la apertura de las válvulas. Y todo está diseñado para que durante el tiempo de admisión del cilindro X sus válvulas de admisión estén abiertas. En ese mismo momento las válvulas del resto de cilindros estarán en otra posición, según lo mandado por las respectivas levas.

Vemos el pistón moviéndose en el cilindro, la biela y cigüeñal, las válvulas, y las levas que las empujan. Vemos los cuatro tiempos (1 - admisión, 2 - compresión, 3 - expansión, 4 - escape)

Nos queda un último detalle: el 'timing'. Obviamente todo esto no es aleatorio: a cada posición de cada cilindro le corresponde una posición concreta del cigüeñal, del árbol de levas y de las válvulas. Esto supone que si hacemos (como va a ser nuestro caso) cualquier intervención sobre el motor que vaya a tocar las válvulas, los árboles de levas, la cadena de distribución, etc., tenemos que asegurarnos de situar antes el motor en posiciones determinadas, y asegurarnos que durante nuestros trabajos estas posiciones no se alteran. Si abriéramos el motor en una posición aleatoria, desmontamos, y volvemos a montar sin prestar atención a si algo se ha movido o desplazado, podemos causar una avería ENORME. Podríamos alterar la posición relativa del pistón y las válvulas, provocando que el pistón "pise" una válvula, con resultados desastrosos. Por ello, como veremos, hay que situar el motor en posiciones conocidas antes de iniciar los trabajos, bloquear los elementos en esas posiciones, y asegurarnos en determinados momentos que dichas posiciones relativas no se alteran.

Hasta aquí no hubiera llegado ni mi señora, y supongo que gracias a mi verbo fluido ningún otro, y  es una pena porque ya casi hemos acabado.

Tensor de la cadena de distribución

Es un elemento que se encarga de que la cadena de distribución tenga la tensión necesaria. En los motores con correa de distribución esta debe reemplazarse periódicamente (“le he hecho la distribución y me  han pegado un palo de aúpa”); en los motores con cadena esta no debe reemplazarse normalmente, pero con el uso va dando algo de sí, lo que puede provocar que pierda tensión. Para contrarrestarlo hay un elemento, el tensor, que se encarga de empujar un patín que a su vez empuja la cadena, para que esta tenga siempre la tensión correcta.

Tensor de la cadena de Honda

En la parte central, vemos el tensor en su posición en el bloque motor

Las Honda CBR600F, y creo que otras Honda, sufren de problemas en el tensor de la cadena de distribución, fruto de uno de esos fallos de diseño que nunca reconocen las marcas. De hecho han ido modificando el tensor original sacando “revisiones”, supuestamente corrigiendo defectos: ya no se vende el tensor que trae puesto mi moto, sino la revisión 2 ó 3. El problema de diseño hace que el tensor falle, y no mantiene la tensión de la cadena como debiera. Esto puede detectarse por un sonido característico (como latas de pepsi vacías en el tambor de una lavadora). No es que haya que parar la moto en medio de la autopista, pero conviene cambiar el tensor cuando empieza a sonar la cadena, pues con el tiempo puede acabar produciendo una avería seria.

Hay quien monta un tensor manual, que como su nombre indica está pensado para que el usuario lo vaya tensando periódicamente según crea que la moto lo requiere. Como no me veo capaz de saber cuando la moto lo requiere ni cuanto será necesario ajustarlo, prefiero creer que en Honda han solucionado los fallos de diseño y el tensor que me venden ahora va a durar más que el original. Así que pondré el de Honda.

Ajuste de válvulas

Lo llamo ajuste de válvulas pero en realidad son dos partes: por un lado tenemos que comprobar el estado, y si es necesario realizar los ajustes necesarios.

Las levas, como vimos antes, son unos resaltes en los árboles de levas que empujan las válvulas para provocar su apertura / cierre. En una moto normalmente empujan directamente un taqué que a su vez empuja la válvula, pero hay opciones miles: balancines, empujadores, etc.

Volviendo a nuestro caso, la leva empuja la válvula por medio del empujador, y para eso el espacio entre empujador  y leva debe estar dentro de unos márgenes muy estrictos (unas pocas centésimas de milímetro). El uso y el desgaste normales puede provocar que esta separación varíe, y si la separación entre leva y válvula supera los límites previstos  el motor no irá redondo. Si sigue variando, puede acabar causando una seria avería.

Así que el fabricante recomienda que cada cierto tiempo (24.000 km en el caso de mi moto) se inspeccione la separación entre leva y válvula. Si está dentro de los márgenes fijados, perfecto. En caso de no estar dentro de esos márgenes, es necesario ajustarlo.

El ajuste depende de cada motor. En mi antigua GSXF era muy sencillo: una tuerca y una contratuerca permitían ajustar la separación, con lo que no era necesario repuesto alguno. Otros motores llevan unas pequeñas pletinas o unas arandelas (mi caso), lo que supone que en caso de necesitar ajuste hay que determinar primero qué arandelas hacen falta (de qué tamaño), luego conseguirlas (que es más fácil decirlo que hacerlo, y no, no las venden en los ‘Todo a 100’ ni en el Leroy Merlin),  y por último reemplazarlas.

Pues nada, que en cuanto me llegue el tensor de distribución que tengo pedido me pongo a ello, y si no revienta la moto en breve os contaré cómo me ha ido.

PD. Todas las fotografías son robadas (google images, wikipedia, etc.). En las próximas entradas ya pondré las de mi propia cosecha