Casi todos los motores de combustión interna de pistones de cuatro tiempos tienen un mecanismo de distribución de gas basado en un árbol de levas.Todo sobre los árboles de levas, sus tipos existentes, diseño y características de funcionamiento, así como la correcta elección y sustitución de los ejes, lea el artículo propuesto.
El propósito del árbol de levas y su lugar en la unidad de potencia.
El árbol de levas (RV, árbol de levas) es un componente del mecanismo de distribución de gas (sincronización) de los motores de combustión interna de cuatro tiempos con pistón que controla el proceso de intercambio de gases;Un eje metálico con levas moldeadas de perfil especial, que asegura la apertura y cierre de las válvulas para introducir una mezcla combustible o aire en el cilindro y liberar los gases de escape de acuerdo con el movimiento de los pistones y el funcionamiento de todos. cilindros.
La sincronización es uno de los principales sistemas de un motor alternativo de combustión interna, gracias a él se asegura el suministro de mezcla de aire y combustible (en motores de carburador) o aire (en inyectores y motores diesel) a los cilindros, y los gases de escape son liberado de los cilindros solo en momentos estrictamente definidos.El intercambio de gases se realiza mediante válvulas integradas en cada cilindro, y su accionamiento y sincronización con el mecanismo de manivela y otros sistemas de la unidad de potencia se realiza mediante una parte: el árbol de levas.
Al RV se le confían una serie de funciones clave:
● Actuador (directo o indirecto a través de piezas intermedias) de válvulas de admisión y escape;
● Asegurar el funcionamiento sincrónico de la sincronización con otros sistemas de la unidad de potencia;
● Asegurar la apertura y cierre de las válvulas de admisión y escape de acuerdo con la sincronización de válvulas especificada (para la admisión y escape de gases en un cierto ángulo de rotación del cigüeñal con respecto al PMS y al inicio/final de las carreras);
● En algunos casos, el accionamiento de diversos mecanismos y componentes, incluidos los que funcionan sincrónicamente con la sincronización (interruptor-distribuidor de encendido, bomba de aceite, etc.).
La función principal que desempeña el RV es controlar el funcionamiento de las válvulas de sincronización de acuerdo con las fases de sincronización de válvulas de diseño de esta unidad de potencia en particular.Gracias al diseño especial, el árbol de levas asegura la apertura y cierre de todas las válvulas solo en el momento adecuado, establece los ángulos de superposición en ciertas carreras, etc. Un árbol de levas desgastado, deformado o dañado interrumpe el funcionamiento de la unidad de potencia o completamente lo desactiva, dicho eje requiere reemplazo inmediato.Pero antes de comprar una pieza nueva, debe comprender los tipos de vehículos recreativos existentes, su estructura y aplicabilidad.
Tipos, estructura y características de los árboles de levas.
En general, el RV tiene la forma de un eje metálico de pequeño diámetro, sobre el cual se forman varios elementos:
● cámaras;
● Soporte para los cuellos;
● Engranaje y/o accionamiento excéntrico de diversos mecanismos;
● Calcetín para montaje de la polea/engranaje motriz.
Los elementos principales del árbol de levas son las levas, cuyo número en un motor sin mecanismo de cambio de fase corresponde al número total de válvulas (tanto en la admisión como en el escape).Las levas tienen un perfil complejo en forma de gota; cuando el RV gira, las levas entran y salen de los empujadores, proporcionando así un accionamiento de válvula.Debido a las peculiaridades del perfil de la leva, no sólo se consigue la apertura y cierre de las válvulas, sino también mantenerlas en estado abierto durante un tiempo determinado, superponiéndolas según las fases, etc.
Las partes superiores de todas las levas están desplazadas entre sí, lo que garantiza el funcionamiento secuencial de todos los cilindros de acuerdo con el orden determinado para una unidad de potencia en particular.En los vehículos recreativos para motores de cuatro cilindros, las partes superiores de las levas de un cilindro se desplazan 90 grados, en motores de seis cilindros, 60 grados, en motores de ocho cilindros en forma de V, 45 grados, etc. A menudo se pueden encontrar excepciones debido a las características de diseño del motor.
El RV se instala en el bloque o culata del motor mediante muñones de soporte en orificios o camas especialmente diseñados.El RV se apoya sobre rodamientos desmontables (revestimientos) o monobloque (bujes) fabricados con aleaciones especiales con un bajo coeficiente de fricción.Se realizan orificios en los cojinetes para suministrar aceite de motor a los muñones desde el sistema de lubricación general del motor.En el cojinete de uno de los muñones (generalmente delantero o trasero), se fabrica un anillo de empuje u otro dispositivo de bloqueo para evitar movimientos axiales del RV.
En cualquier lugar conveniente del RV, se puede formar un engranaje helicoidal o una excéntrica para accionar varias unidades.Con la ayuda de un engranaje se suele realizar el accionamiento de la bomba de aceite o del distribuidor, y con la ayuda de una excéntrica se realiza el accionamiento de la bomba de aceite.En algunos tipos de vehículos recreativos ambos elementos están presentes; en los motores modernos, por el contrario, estos elementos no están presentes en absoluto.
Delante del eje hay una punta, en la que se monta una polea motriz o engranaje mediante una chaveta y un perno.Aquí también se puede ubicar un contrapeso extraíble, que proporciona el equilibrio del árbol de levas en presencia de una excéntrica de accionamiento de la bomba u otras partes asimétricas.
Los vehículos recreativos se dividen en varios grupos según el método de instalación y la cantidad de un motor, el tipo de accionamiento, la aplicabilidad en varios tipos de sincronización y algunas características de diseño.
Según el método de instalación, los árboles de levas se dividen en dos grupos principales:
● Instalación directamente en el bloque motor (motores con eje inferior);
● Instalación en el cabezal del bloque (motores con eje superior).
Habitualmente no existen elementos adicionales en los ejes inferiores, su lubricación se realiza mediante la neblina de aceite en el cárter y el suministro de aceite a presión a los muñones de soporte a través de los casquillos.En los ejes superiores suele haber un canal longitudinal y se realiza una perforación transversal en los muñones de soporte; esto garantiza que los muñones se lubriquen aplicando aceite bajo presión.
Árboles de levas de varios tipos de motores.
El motor puede tener uno o dos RV, en el primer caso, un eje proporciona accionamiento para todas las válvulas, en el segundo caso, un eje proporciona accionamiento solo para las válvulas de admisión, en el segundo, solo para las válvulas de escape.En consecuencia, en el RV total, el número de levas corresponde al número de todas las válvulas, y en cada uno de los RV separados, el número de levas es la mitad del número total de válvulas.
El RV puede ser impulsado por una correa, cadena o engranaje conectado directamente al engranaje del cigüeñal.Hoy en día, los dos primeros tipos de actuadores se utilizan con mayor frecuencia, ya que la transmisión por engranajes es menos confiable y difícil de ajustar (requiere un desmontaje significativo de la unidad para las fases de ajuste o reparación).
Finalmente, todos los vehículos recreativos se pueden dividir en dos grupos según el tipo de mecanismo de distribución de gas en el que pueden funcionar:
● Para motores con sincronización convencional;
● Para unidades con sincronización con sincronización variable de válvulas.
En los árboles de levas del segundo tipo, puede haber levas adicionales, desplazadas en un pequeño ángulo con respecto a la leva principal; con su ayuda, las válvulas se accionan cuando cambia la fase.Asimismo, estos ejes pueden disponer de elementos especiales para girar, desplazar toda la pieza a lo largo del eje, etc.
Los vehículos recreativos de todos los tipos y diseños están hechos de acero o hierro fundido, las superficies de las levas de los vehículos recreativos de acero se someten adicionalmente a un tratamiento térmico (enfriamiento con corrientes de alta frecuencia), las levas de los vehículos recreativos de hierro fundido se blanquean (blanqueo aumentando la velocidad de enfriamiento de la fundición): con esto se consigue un aumento de la resistencia al desgaste de las piezas.Los ejes terminados se equilibran para reducir el descentramiento y solo entonces se instalan en el motor o se envían a las cadenas minoristas.
Cómo elegir y reemplazar el árbol de levas correctamente
El árbol de levas está sujeto a desgaste con el tiempo, se forman astillas y endurecimientos en sus levas y, bajo determinadas condiciones, la pieza se destruye parcial o totalmente.En todos estos casos, se deberá sustituir el eje por uno nuevo.Este trabajo requiere un desmontaje importante del motor y operaciones de ajuste adicionales, por lo que es mejor confiarlo a un especialista o a un servicio de automóviles.
Árbol de levas y su lugar en la sincronización.
Para reemplazarlo, es necesario tomar solo el árbol de levas del tipo y modelo que se instaló anteriormente en el motor.A menudo, con el fin de ajustar o mejorar el funcionamiento del motor, se utilizan ejes con un perfil y disposición de levas diferentes, pero dicho reemplazo debe realizarse solo después de realizar los cálculos necesarios.Además, junto con el eje, es necesario comprar casquillos o camisas nuevas, en ocasiones es necesario cambiar la polea, el engranaje impulsor del distribuidor y otras piezas.Los trabajos de reemplazo del eje deben realizarse únicamente de acuerdo con las instrucciones para reparar el motor, después de lo cual se realiza el rodaje.
Con la elección correcta y el reemplazo del árbol de levas, toda la sincronización del motor funcionará de manera confiable y segura, garantizando el funcionamiento de la unidad de potencia en todos los modos.
Hora de publicación: 13-jul-2023