EntradaPartes principales del árbol de levas. Árbol de levas de un motor de combustión interna: finalidad, diseño, principio de funcionamiento.
26 de octubre de 2014
Diseño del árbol de levas: estructura y principio de funcionamiento.
El motor de un automóvil es un mecanismo complejo, uno de cuyos elementos más importantes es el árbol de levas, que forma parte de la correa de distribución. El funcionamiento normal del motor depende en gran medida del funcionamiento preciso e ininterrumpido del árbol de levas.
Una de las funciones más importantes en el funcionamiento del motor de un automóvil la realiza el árbol de levas, que es una parte integral del mecanismo de distribución de gas (GRM). El árbol de levas proporciona carreras de admisión y escape del motor.
Dependiendo del diseño del motor, el mecanismo de distribución de gas puede tener una disposición de válvulas superior o inferior. Hoy en día, las correas de distribución con válvulas en cabeza son más comunes.
Este diseño permite acelerar y facilitar el proceso de mantenimiento, incluido el ajuste y reparación del árbol de levas, que requerirá repuestos para el árbol de levas.
Dispositivo de árbol de levas
Desde un punto de vista estructural, el árbol de levas del motor está conectado al cigüeñal, lo que está garantizado por la presencia de una cadena y una correa. La cadena o correa del árbol de levas encaja en la rueda dentada del cigüeñal o en la polea del árbol de levas.
Una polea de árbol de levas como un engranaje dividido se considera la opción más práctica y efectiva, por lo que a menudo se usa para ajustar motores con el fin de aumentar su potencia.
Los cojinetes, dentro de los cuales giran los muñones del árbol de levas, se encuentran en la culata. Si los soportes del muñón fallan, se utilizan revestimientos de reparación del árbol de levas para repararlos.
Para evitar el juego axial, el diseño del árbol de levas incluye abrazaderas especiales. Directamente a lo largo del eje del eje hay un orificio pasante destinado a la lubricación de las piezas que se frotan. Este orificio se cierra en la parte trasera mediante un tapón de árbol de levas especial.
El componente más importante del árbol de levas son las levas, cuyo número indica el número de válvulas de admisión y de escape. Las levas son responsables de realizar la función principal del árbol de levas: regular la sincronización de las válvulas del motor y regular el orden de encendido de los cilindros.
Cada válvula está equipada con una leva. La leva corre contra el empujador, ayudando a abrir la válvula. Una vez que la leva sale del seguidor, un poderoso resorte de retorno fuerza a la válvula a cerrarse.
Las levas del árbol de levas están ubicadas entre los muñones de los cojinetes. La fase de distribución de gas del árbol de levas, en función del régimen del motor y del diseño de las válvulas de admisión y escape, se determina experimentalmente. Se pueden encontrar datos similares para un modelo de motor específico en tablas y diagramas especiales compilados especialmente por el fabricante.
¿Cómo funciona un árbol de levas?
Estructuralmente, el árbol de levas está ubicado en la curvatura del bloque de cilindros. El engranaje o cadena del cigüeñal impulsa el árbol de levas.
Cuando el árbol de levas gira, las levas influyen en el funcionamiento de las válvulas. Este proceso ocurrirá correctamente solo si corresponde estrictamente al orden de funcionamiento de los cilindros del motor y la sincronización de válvulas.
Para garantizar que se establezca la sincronización de válvulas adecuada, se aplican marcas de sincronización especiales a la polea motriz o a los engranajes de sincronización. Además, es necesario que las levas del árbol de levas y las manivelas del cigüeñal estén en una posición estrictamente definida entre sí.
Cuando la instalación se realiza de acuerdo con las marcas, es posible lograr el cumplimiento de la secuencia correcta de carreras: el orden de funcionamiento de los cilindros del motor, que, a su vez, depende de la ubicación de los propios cilindros, así como de sobre las características de diseño del cigüeñal y el árbol de levas.
Ciclo de trabajo del motor
El ciclo de funcionamiento del motor es el período durante el cual las válvulas de admisión y de escape se abren una vez cada una. Como regla general, el período transcurre en dos revoluciones del cigüeñal. Durante este tiempo, el árbol de levas, cuyo engranaje tiene el doble de dientes que el del cigüeñal, realiza una revolución.
Número de árboles de levas en el motor.
El número de árboles de levas se ve directamente afectado por la configuración del motor. Los motores que tienen una configuración en línea y también tienen un par de válvulas por cilindro están equipados con un árbol de levas. Si hay cuatro válvulas por cada cilindro, el motor está equipado con dos árboles de levas.
Los motores bóxer y en forma de V se distinguen por la presencia de un árbol de levas en la curvatura o tienen dos árboles de levas, cada uno de los cuales está ubicado en la culata. Existen excepciones a las reglas generalmente aceptadas, principalmente relacionadas con las características de diseño del motor.
La ubicación de este mecanismo depende enteramente del diseño del motor de combustión interna, ya que en algunos modelos el árbol de levas se ubica en la parte inferior, en la base del bloque de cilindros, y en otros, en la parte superior, justo en la culata. Por el momento, la ubicación superior del árbol de levas se considera óptima, ya que esto simplifica significativamente el acceso al mismo para servicio y reparación. El árbol de levas está conectado directamente al cigüeñal. Están conectados entre sí mediante una transmisión por cadena o correa proporcionando una conexión entre la polea del eje de distribución y la rueda dentada del cigüeñal. Esto es necesario porque el árbol de levas es impulsado por el cigüeñal.
El árbol de levas está instalado sobre cojinetes, que a su vez están fijados de forma segura en el bloque de cilindros. No se permite el juego axial de la pieza debido al uso de abrazaderas en el diseño. El eje de cualquier árbol de levas tiene en su interior un canal pasante a través del cual se lubrica el mecanismo. En la parte trasera este agujero se cierra con un tapón.
Los elementos importantes son los lóbulos del árbol de levas. En número corresponden al número de válvulas en los cilindros. Son estas piezas las que realizan la función principal de la correa de distribución: regular el orden de funcionamiento de los cilindros.
Cada válvula tiene una leva separada que la abre presionando el empujador. Al soltar el empujador, la leva permite que el resorte se enderece, devolviendo la válvula al estado cerrado. El diseño del árbol de levas asume la presencia de dos levas por cada cilindro, según el número de válvulas.
Cabe señalar que el árbol de levas también acciona la bomba de combustible y el distribuidor de la bomba de aceite.
Principio de funcionamiento y diseño del árbol de levas.
El árbol de levas se conecta al cigüeñal mediante una cadena o correa colocada en la polea del árbol de levas y en la rueda dentada del cigüeñal. Los movimientos de rotación del eje en los soportes son proporcionados por cojinetes especiales, gracias a los cuales el eje actúa sobre las válvulas que activan el funcionamiento de las válvulas del cilindro. Este proceso se produce de acuerdo con las fases de formación y distribución de gases, así como con el ciclo de funcionamiento del motor.
Las fases de distribución de gas se configuran según las marcas de instalación que se encuentran en los engranajes o polea. La instalación correcta garantiza el cumplimiento de la secuencia de los ciclos de funcionamiento del motor.
La parte principal del árbol de levas son las levas. En este caso, el número de levas con las que está equipado el árbol de levas depende del número de válvulas. El objetivo principal de las levas es regular las fases del proceso de formación de gas. Dependiendo del tipo de estructura de distribución, las levas pueden interactuar con un balancín o un empujador.
Las levas se instalan entre los muñones de los cojinetes, dos por cada cilindro del motor. Durante el funcionamiento, el árbol de levas tiene que superar la resistencia de los resortes de las válvulas, que sirven como mecanismo de retorno, llevando las válvulas a su posición original (cerrada).
Superar estas fuerzas consume potencia útil del motor, por lo que los diseñadores piensan constantemente en cómo reducir las pérdidas de potencia.
Para reducir la fricción entre el empujador y la leva, el empujador puede equiparse con un rodillo especial.
Además, se ha desarrollado un mecanismo desmodrómico especial que utiliza un sistema sin resorte.
Los soportes de los árboles de levas están equipados con tapas, mientras que la tapa frontal es común. Tiene bridas de empuje que se conectan a los muñones del eje.
El árbol de levas se fabrica de dos maneras: forjado en acero o fundido en hierro fundido.
Fallas del árbol de levas
Hay bastantes razones por las que el golpe del árbol de levas está entrelazado con el funcionamiento del motor, lo que indica problemas con el mismo. Éstos son sólo los más típicos de ellos:
El árbol de levas requiere un cuidado adecuado: sustitución de juntas, cojinetes y reparación periódica de averías.
- desgaste de las levas, que provoca golpes inmediatamente solo al arrancar y luego durante todo el funcionamiento del motor;
- desgaste de rodamientos;
- falla mecánica de uno de los elementos del eje;
- problemas con la regulación del suministro de combustible, lo que provoca una interacción asincrónica entre el árbol de levas y las válvulas del cilindro;
- deformación del eje que conduce a una desviación axial;
- aceite de motor de baja calidad, repleto de impurezas;
- falta de aceite de motor.
Según los expertos, si se produce un ligero golpe en el árbol de levas, el coche puede funcionar durante más de un mes, pero esto provoca un mayor desgaste de los cilindros y otras piezas. Por lo tanto, si se descubre un problema, se debe empezar a solucionarlo. El árbol de levas es un mecanismo plegable, por lo que la reparación se realiza con mayor frecuencia reemplazándolo todo o solo algunos elementos, por ejemplo, los cojinetes. Para liberar la cámara de los gases de escape, tiene sentido comenzar a abrir la válvula de admisión. Esto es lo que sucede cuando se utiliza un árbol de levas de ajuste. 
PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DEL ÁRBOL DE LEVAS
Se sabe que entre las principales características del árbol de levas, los diseñadores de motores forzados suelen utilizar el concepto de duración de apertura. El caso es que es este factor el que afecta directamente la potencia producida por el motor. Entonces, cuanto más tiempo estén abiertas las válvulas, más potente será la unidad. Esto proporciona la velocidad máxima del motor. Por ejemplo, cuando la duración de apertura es mayor que el valor estándar, el motor podrá producir potencia máxima adicional, que se obtendrá operando la unidad a bajas velocidades. Se sabe que para los coches de carreras, la velocidad máxima del motor es un objetivo prioritario. En cuanto a los coches clásicos, al desarrollarlos, los ingenieros se centran en el par motor y la respuesta del acelerador a bajas revoluciones.
El aumento de potencia también puede deberse a un aumento en la elevación de la válvula, lo que puede aumentar la velocidad máxima. Por un lado, se obtendrá velocidad adicional mediante una breve duración de apertura de la válvula. Por otro lado, los actuadores de válvulas no tienen un mecanismo tan sencillo. Por ejemplo, a altas velocidades de válvulas, el motor no podrá desarrollar una velocidad máxima adicional. En el apartado correspondiente de nuestra web podrás encontrar un artículo sobre las principales características del sistema de escape. Por tanto, con una duración corta de la apertura de la válvula después de una posición cerrada, la válvula tiene menos tiempo para alcanzar su posición original. Después la duración se acorta aún más, lo que se refleja principalmente en la producción de energía adicional. El caso es que en este momento se necesitan resortes de válvula que tengan la mayor fuerza posible, lo que se considera imposible.
Vale la pena señalar que hoy en día existe un concepto de elevación de válvulas confiable y práctica. En este caso, el valor de elevación debe ser superior a 12,7 milímetros, lo que garantizará una alta velocidad de apertura y cierre de las válvulas. La duración de la carrera comienza a partir de 2.850 rpm. Sin embargo, tales indicadores ejercen presión sobre los mecanismos de válvulas, lo que en última instancia conduce a una vida útil corta de los resortes de válvulas, los vástagos de válvulas y las levas de los árboles de levas. Se sabe que los ejes con altas tasas de elevación de válvulas funcionan por primera vez sin fallas, por ejemplo, hasta 20 mil kilómetros. Sin embargo, hoy en día los fabricantes de automóviles están desarrollando sistemas de motor en los que el árbol de levas tiene la misma duración de apertura y elevación de válvulas, lo que aumenta significativamente su vida útil.
Además, la potencia del motor se ve influenciada por factores como la apertura y el cierre de las válvulas en relación con la posición del árbol de levas. Así, las fases de sincronización del árbol de levas se pueden encontrar en la tabla adjunta. Según estos datos, se pueden conocer las posiciones angulares del árbol de levas en el momento en que se abren y cierran las válvulas. Todos los datos se suelen tomar en el momento en que el cigüeñal gira antes y después de los puntos muertos superior e inferior, indicados en grados.
En cuanto al tiempo de apertura de la válvula, se calcula según las fases de distribución del gas, que se indican en la tabla. Por lo general, en este caso es necesario sumar el momento de apertura, el momento de cierre y sumar 1.800. Todos los momentos se indican en grados.
Ahora vale la pena entender la relación entre las fases de la distribución de energía del gas y el árbol de levas. En este caso, imaginemos que un árbol de levas será A y el otro B. Se sabe que ambos ejes tienen formas similares de válvulas de admisión y escape, así como una duración similar de apertura de válvulas, que es de 2700 revoluciones. En esta sección de nuestro sitio web puede encontrar un artículo sobre problemas del motor: causas y métodos de eliminación. Normalmente, estos árboles de levas se denominan diseños de perfil único. Sin embargo, existen algunas diferencias entre estos árboles de levas. Por ejemplo, en el eje A las levas están colocadas de manera que la entrada se abre 270 antes del punto muerto superior y se cierra a 630 después del punto muerto inferior. 
En cuanto a la válvula de escape del eje A, se abre en 710 antes del punto muerto inferior y se cierra en 190 después del punto muerto superior. Es decir, la sincronización de válvulas se ve así: 27-63-71 – 19. En cuanto al eje B, tiene una imagen diferente: 23 o67 – 75 -15. Pregunta: ¿Cómo pueden los ejes A y B afectar la potencia del motor? Respuesta: El eje A creará potencia máxima adicional. Aún así, vale la pena señalar que el motor tendrá peores indicadores, además, tendrá una curva de potencia más estrecha en comparación con el eje B. Inmediatamente vale la pena señalar que tales indicadores no se ven afectados de ninguna manera por la duración de la apertura y el cierre. de las válvulas, ya que como señalamos anteriormente, es el mismo. De hecho, este resultado está influenciado por cambios en las fases de distribución de gas, es decir, en los ángulos ubicados entre los centros de las levas en cada árbol de levas.
Este ángulo representa el desplazamiento angular que se produce entre las levas de admisión y escape. Vale la pena señalar que en este caso los datos se indicarán en grados de rotación del árbol de levas, y no en grados de rotación del cigüeñal, que se indicaron anteriormente. Por tanto, el solapamiento de las válvulas depende principalmente del ángulo. Por ejemplo, a medida que disminuye el ángulo entre los centros de las válvulas, las válvulas de admisión y de escape se superpondrán más. Además, a medida que aumenta la duración de la apertura de las válvulas, también aumenta su superposición.
El tren de válvulas D0HC del motor de cuatro tiempos es una mejora del diseño SOHC y está diseñado para eliminar la única masa alternativa restante de los balancines (aunque esto requerirá que se devuelvan las varillas de empuje). En lugar de un único árbol de levas central, se utiliza un par colocado directamente encima de los vástagos de las válvulas (ver Fig. 1. (ver más abajo) 
1. Diseño típico de mecanismo de sincronización con dos árboles de levas en cabeza.
Este diseño utiliza dos árboles de levas, uno encima de cada válvula o banco de válvulas. La válvula se abre mediante un empujador “en forma de copa”, mientras que la holgura se ajusta mediante arandelas. En este diseño, solo quedaron las partes más necesarias del mecanismo de distribución de gas.
Para accionar el mecanismo de distribución se utiliza una transmisión por cadena, la más tradicional y barata de fabricar, aunque se conoce (pero aún no está muy difundido) un diseño que sigue las tendencias de la industria automovilística, en el que se utilizan una polea y una correa dentada en lugar de una transmisión por cadena. Ejemplos del uso de este diseño incluyen Honda JGoldwing, Pan European, Moto Guzzi Daytona, Centauro y varias motocicletas Ducati. Las ventajas de las transmisiones por correa incluyen las siguientes: son menos ruidosas, no se estiran como las cadenas y las poleas no se desgastan como las ruedas dentadas, aunque la correa debe reemplazarse con más frecuencia.
Otro método para accionar los árboles de levas se utiliza en los modelos Honda VFR y es una transmisión por engranajes impulsada por el cigüeñal (ver Fig. 2). Este diseño elimina la necesidad de un tensor y también es más silencioso que el diseño de cadena, aunque los engranajes están sujetos a desgaste.
2.Mecanismo de sincronización impulsado por engranajes .
Empujadores de árboles de levas fabricados en forma de “cuenco”. trabajar en los orificios de la culata. Cuando se utilizan taqués de "copa", la holgura de la válvula se ajusta utilizando pequeñas cuñas redondas llamadas cuñas. Dado que las arandelas mismas ya no son ajustables, deben reemplazarse con arandelas de diferentes espesores hasta que se restablezca el espacio correcto. En algunos motores, la arandela prácticamente coincide con el diámetro del empujador y se instala en un casquillo ubicado en la parte superior del empujador; este diseño se llama “varilla de empuje con cuñas en la parte superior” (ver Fig. 3). La arandela se puede reemplazar sosteniendo la varilla de empuje en la posición hacia abajo usando una herramienta especial para que haya suficiente espacio entre la varilla de empuje y el árbol de levas para quitar e instalar la arandela.
3. Un mecanismo de sincronización típico tipo DOHC en una sección que muestra la disposición de los empujadores en forma de copa con arandelas de ajuste en la parte superior.
En otros motores, la arandela es mucho más pequeña y está ubicada debajo de la varilla de empuje en el centro del soporte del resorte de la válvula. Al mismo tiempo, descansa directamente sobre el extremo del vástago de la válvula: este diseño se llama "varilla de empuje con arandelas de ajuste desde abajo" (ver Fig. 4).
4. Un mecanismo de sincronización DOHC típico en una sección que muestra la disposición de los taqués en forma de copa con cuñas en la parte inferior.
Así, la masa de piezas que se mueven alternativamente se reduce aún más cuando se utilizan juntas pequeñas, pero se hace necesario desmontar el árbol de levas con cada procedimiento de ajuste del juego de válvulas, lo que aumenta el coste y la intensidad de la mano de obra de mantenimiento. Para evitar la molestia de utilizar herramientas especiales o quitar el árbol de levas, algunos motores DOHC utilizan balancines pequeños y livianos en lugar de "taqués de copa" (consulte la Figura 5).
5. El mecanismo de accionamiento de distribución de gas tipo DOHC demuestra una influencia indirecta sobre la válvula mediante balancines o balancines cortos, que facilitan el ajuste de las holguras en el mecanismo de la válvula.
En algunos motores con un diseño similar, los balancines están equipados con un tornillo de ajuste tradicional y una contratuerca. En otros, los balancines descansan sobre una pequeña arandela ubicada en el centro del soporte del resorte de la válvula, y los propios balancines están montados en ejes que son más largos que el ancho del balancín. Para sujetar el balancín por encima de la válvula, se encuentra un resorte en el eje. Para reemplazar la arandela de ajuste, los balancines se mueven hacia el resorte para poder quitar la arandela…….
……continúa en el siguiente artículo
El árbol de levas o simplemente el árbol de levas en el mecanismo de distribución de gas garantiza el desempeño de la función principal: la apertura y cierre oportunos de las válvulas, por lo que se suministra aire fresco y se liberan los gases de escape. En general, el árbol de levas controla el proceso de intercambio de gases en el motor.
Para reducir las cargas de inercia y aumentar la rigidez de los elementos del mecanismo de distribución de gas, el árbol de levas debe ubicarse lo más cerca posible de las válvulas. Por lo tanto, la posición estándar del árbol de levas en un motor moderno en la culata es la llamada. árbol de levas.
El mecanismo de distribución de gas utiliza uno o dos árboles de levas por banco de cilindros. Con un diseño de un solo eje, se da servicio a las válvulas de admisión y escape ( dos válvulas por cilindro). En un mecanismo de distribución de gas de dos ejes, un eje maneja las válvulas de admisión y el otro maneja las válvulas de escape ( Dos válvulas de admisión y dos de escape por cilindro.).
La base del diseño del árbol de levas es cámaras. Normalmente se utiliza una leva por válvula. La leva tiene una forma compleja, lo que garantiza que la válvula se abra y cierre en momentos determinados y se eleve hasta una determinada altura. Dependiendo del diseño del mecanismo de distribución de gas, la leva interactúa con un empujador o con un balancín.
Cuando el árbol de levas funciona, las levas se ven obligadas a superar las fuerzas de los resortes de retorno de la válvula y las fuerzas de fricción de la interacción con los empujadores. Todo esto consume potencia útil del motor. El sistema sin resortes implementado en el mecanismo desmodrómico no presenta estas desventajas. Para reducir la fricción entre la leva y el empujador, se puede reemplazar la superficie plana del empujador rodillo. A largo plazo, se prevé el uso de un sistema magnético para controlar las válvulas, asegurando la eliminación total del árbol de levas.
El árbol de levas está hecho de hierro fundido (fundición) o acero (forjado). El árbol de levas gira sobre cojinetes, que son cojinetes lisos. El número de soportes es uno mayor que el número de cilindros. Los soportes son principalmente desmontables, con menos frecuencia, de una sola pieza (hechos en una sola pieza con la cabeza del bloque). Los soportes, realizados en una cabeza de hierro fundido, utilizan revestimientos de paredes delgadas, que se reemplazan cuando se desgastan.
El árbol de levas evita el movimiento longitudinal mediante cojinetes de empuje ubicados cerca del engranaje impulsor (piñón). El árbol de levas se lubrica bajo presión. Es preferible disponer de un suministro de aceite individual para cada rodamiento. La eficiencia del mecanismo de distribución de gas aumenta significativamente utilizando varios sistemas de sincronización variable de válvulas, que permiten lograr una mayor potencia, eficiencia de combustible y una menor toxicidad de los gases de escape. Existen varios enfoques para cambiar la sincronización de válvulas:
- rotación del árbol de levas en varios modos de funcionamiento;
- utilizar varias levas con diferentes perfiles por válvula;
- cambiando la posición del eje del balancín.
El árbol de levas es impulsado por el cigüeñal del motor. En un motor de combustión interna de cuatro tiempos, la transmisión hace girar el cigüeñal al doble de la velocidad del cigüeñal.
En los motores de turismos, el árbol de levas se acciona mediante cadena o correa. Este tipo de transmisiones se utilizan por igual en motores de gasolina y diésel. Anteriormente, se utilizaba una transmisión de engranajes para la conducción, pero debido a su volumen y al aumento de ruido, ya no se utilizaba.
Transmisión por cadena conecta una cadena de metal que corre alrededor de las ruedas dentadas del cigüeñal y del árbol de levas. Además, la transmisión utiliza un tensor y un amortiguador. Una cadena consta de eslabones conectados por bisagras. Una cadena puede servir a dos árboles de levas.
La transmisión por cadena del árbol de levas es bastante fiable, compacta y se puede utilizar con grandes distancias entre centros. Al mismo tiempo, el desgaste de las bisagras durante el funcionamiento provoca un estiramiento de la cadena, cuyas consecuencias pueden ser muy desastrosas para la correa de distribución. Incluso un tensor con amortiguador no ayuda. Por lo tanto, la transmisión por cadena requiere un control regular del estado.
EN cinturón de conducir El árbol de levas utiliza una correa dentada que rodea las poleas dentadas correspondientes en los ejes. La correa de transmisión está equipada con un rodillo tensor. La transmisión por correa es compacta, casi silenciosa y bastante fiable, lo que la hace popular entre los fabricantes. Las correas de distribución modernas tienen una vida útil significativa: hasta 100 mil kilómetros o más.
La transmisión del árbol de levas se puede utilizar para accionar otros dispositivos: bomba de aceite, bomba de combustible de alta presión, distribuidor de encendido.
La función principal del árbol de levas.(árbol de levas) tiene como objetivo asegurar la apertura/cierre de las válvulas de admisión y escape, con la ayuda de las cuales se suministra el conjunto combustible (mezcla de aire y combustible) y se eliminan los gases resultantes. El árbol de levas es la parte principal del mecanismo de sincronización (mecanismo de distribución de gas), que participa en el complejo proceso de intercambio de gases en el motor de un automóvil.
Una correa de distribución moderna puede equiparse con uno o dos árboles de levas. En un mecanismo con un eje, todas las válvulas de admisión y escape reciben servicio a la vez (1 válvula de admisión y escape por cilindro). En un mecanismo equipado con dos ejes, un árbol de levas opera las válvulas de admisión y el otro eje opera las válvulas de escape (2 válvulas de admisión y escape por cilindro).
La ubicación del mecanismo de distribución de gas depende directamente del tipo de motor del automóvil. Hay correas de distribución con disposición de válvulas superior (en el bloque de cilindros) y con disposición de válvulas inferior (en la culata del bloque de cilindros).
La opción más común es la posición superior, que permite ajustar y mantener eficientemente el árbol de levas.
Principio de funcionamiento y diseño del árbol de levas.
Las fases de distribución de gas se configuran según las marcas de instalación que se encuentran en los engranajes o polea. La instalación correcta garantiza el cumplimiento de la secuencia de los ciclos de funcionamiento del motor.
La parte principal del árbol de levas son las levas. En este caso, el número de levas con las que está equipado el árbol de levas depende del número de válvulas. El objetivo principal de las levas es regular las fases del proceso de formación de gas. Dependiendo del tipo de estructura de distribución, las levas pueden interactuar con un balancín o un empujador.
"Nockenwelle ani." Bajo licencia de dominio público de Wikimedia Commons: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Nockenwelle_ani.gif#mediaviewer/File:Nockenwelle_ani.gif
Las levas se instalan entre los muñones de los cojinetes, dos por cada cilindro del motor. Durante el funcionamiento, el árbol de levas tiene que superar la resistencia de los resortes de las válvulas, que sirven como mecanismo de retorno, llevando las válvulas a su posición original (cerrada).
Superar estas fuerzas consume potencia útil del motor, por lo que los diseñadores piensan constantemente en cómo reducir las pérdidas de potencia.
Para reducir la fricción entre el empujador y la leva, el empujador puede equiparse con un rodillo especial.
Además, se ha desarrollado un mecanismo desmodrómico especial que implementa un sistema sin resorte.
Los soportes de los árboles de levas están equipados con tapas, mientras que la tapa frontal es común. Tiene bridas de empuje que se conectan a los muñones del eje.
El árbol de levas se fabrica de dos maneras: forjado en acero o fundido en hierro fundido.
Sistemas de sincronización de válvulas
Como se mencionó anteriormente, el número de árboles de levas corresponde al tipo de motor.
En los motores en línea con un par de válvulas (una de admisión y una de escape cada una), el cilindro está equipado con un solo eje. Los motores en línea con dos pares de válvulas tienen dos ejes.
Actualmente, los motores modernos pueden equiparse con varios sistemas de sincronización de válvulas:
- VVT-i. En esta tecnología, las fases se regulan girando el árbol de levas en relación con la rueda dentada del accionamiento.
- Valvetrónica. La tecnología le permite ajustar la altura de elevación de la válvula cambiando el eje de rotación del balancín.
- VTEC. Esta tecnología consiste en regular las fases de distribución de gas mediante el uso de levas sobre una válvula regulable.
Entonces, para resumir... el árbol de levas, al ser la parte principal del mecanismo de distribución de gas, asegura la apertura oportuna y precisa de las válvulas del motor. Esto se garantiza mediante un ajuste preciso de la forma de las levas que, al presionar los empujadores, obligan a las válvulas a moverse.