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Primero vamos a dar una pequeña introducción sobre que es un árbol de levas y cual es si funcionamiento en el motor. El árbol de levas constituye un eje de acero al carbono, en el que se labran las levas. Las prominencias de las levas se alternan, de manera que se produzcan las aperturas y cierres de válvulas en relación al cilindro. Este árbol gira apoyado en cojinetes antifricción. Como cada válvula (de admisión y de escape) debe abrir una vez por cada ciclo, la leva deberá girar una vuelta por cada ciclo (1 ciclo= 2 vueltas del cigüeñal), la cual supone que (para un motor 4 tiempos), el árbol de levas ha de dar 1 vuelta por cada 2 del cigüeñal (Relación de piñones 1:2) Árbol de levas Reglaje de la Distribución Se define como reglaje de la distribución de un motor de cuatro tiempos, a un conjunto de cuatro ángulos - medidos en grados de giro del cigüeñal - utilizando como referencia el punto muerto en el cual, teóricamente deberían comenzar o finalizar los tiempos de admisión y escape. Ellos son: 1. AAA avance a la apertura de la válvula de admisión. Antes del PMS. 2. RCE retardo al cierre de la válvula de escape. Después del PMS. 3. RCA retardo al cierre de la válvula de admisión. Después del PMI. 4. AAE avance a la apertura de la válvula de escape. Antes del PMI. En el punto muerto superior (PMS), el pistón inicia su carrera descendente de aspiración, pero la válvula de admisión se abrió 16° antes (ver línea llena). Desciende el pistón hasta el punto muerto inferior (PMI). El cigüeñal ha girado 1/2 vuelta a 180°. Sube ahora el pistón en carrera de compresión; no obstante, la válvula de admisión permanece abierta 60° después del PMI. Antes del PMS se produce la ignición (por el avance al encendido); llega el pistón al PMS El cigüeñal ha completado una vuelta o 360°. Desciende el pistón en carrera de expansión gracias a la presión de los gases. 64° antes de llegar al pistón al PMI, se abre la válvula de escape (ver línea de puntos); llega el pistón al PMI. Así, el cigüeñal ha girado 1 1/2 vueltas o 540°. Inicia el pistón su carrera de escape: 16° antes de llegar al PMS se abre la válvula de admisión, mientras aún permanece abierta la válvula de escape; llega al pistón al PMS. Ahora el cigüeñal ha completado 2 vueltas o 720°. Terminaron ahí las cuatro carreras del pistón, pero 16° antes del PMS se abrió la válvula de admisión mientras que la válvula de escape se cerrará 16° después del PMS; obsérvese que éste es el único momento en que ambas válvulas, admisión y escape, permanecen abiertas simultáneamente, esto se conoce como CRUCE DE VALVULAS O TRASLAPE VALVULAR; su finalidad es conseguir un mejor llenado del cilindro con mezcla fresca aprovechando la inercia de las columnas de gases tanto de admisión como de escape. El valor en grados del cruce de válvulas, se obtiene sumando el ángulo de avance a la apertura de admisión (AAA) y el ángulo de retardo al cierre de escape (RCE); ambos medios en grados de giro del cigüeñal, en nuestro ejemplo serán: AAA = 16° + RCE = 16° = CRUCE DE VALVULAS = 32° A su vez se comprueba que el tiempo entre la apertura y cierre de cada válvula, es mayor que el correspondiente a una carrera del pistón o 180° de giro del cigüeñal. La duración real de los tiempos de admisión y escape para nuestro ejemplo es: ADMISIÓN - AAA (antes del PMS) 16° - CARRERA DE ADMISION 1/2 vuelta del cigüeñal) + 180° - RCA (después del PMS) 60° DURACION DE LA ADMISION 256° ESCAPE - AAE (Antes del PMI) 64° - CARRERA DE ESCAPE (1/2 vuelta del cigüeñal) + 180° - RCE (después del PMS) 16° DURACION DEL ESCAPE 260° Debemos saber que existen diferentes posturas de árboles de levas, me refiero a: .Árbol de levas lateral (motores varilleros) .Árbol de levas (SOHC) .Árbol de levas (DOHC) .Árbol de levas lateral (motores varilleros): En este sistema el árbol de levas se ubica en una posición lateral al cilindro, es decir, está alojada en el block. Los motores varilleros utilizan unas varillas para transmitir el movimiento de la leva hacia el balancín y éste permite la apertura de las válvulas. Este sistema de distribución no se utiliza desde hace tiempo por dos inconvenientes principales: Obliga a que la cámara de compresión tenga que ser mayor, y el tamaño de las cabezas de las válvulas se vea limitado por el poco espacio de que dispone. .Árbol de levas (SOHC): En este sistema, el árbol de levas se encuentra en la tapa de cilindros, es decir que se eliminan los balancines debido a que las levas están encima de los botadores. Se dice que es SOHC (proviene del inglés single overhead camshaft) porque el motor dispone de un sólo árbol de levas y en consecuencia 2 válvulas por cilindro (una de escape y otra de admisión). .Árbol de levas (DOHC): En este sistema también las levas se encuentran situadas en la tapa de cilindro pero con la diferencia que son 2 árboles de leva (double overhead camshaft), permitiendo una cantidad de entre 2 y 5 válvulas por cilindro. Bueno ahora vamos a lo que realmente nos importa que es la potenciación de dichos árboles de levas. Sincronismo de Válvulas El eje de levas es responsable en gran parte del rendimiento de un motor. Determina el número de revoluciones que se requieren para obtener la mejor respiración (rendimiento volumétrico). La creación de un buen eje de levas obliga a mucho conocimiento de geometría, cálculo matemático y de mecánica de los gases. A la vez requiere de pruebas prácticas sofisticadas. En motores de carrera el eje de levas es pieza central de una buena preparación. Geometría de Lóbulos de Levas Tipos de camón: •Tipo Circular: las válvulas abren y cierran a velocidad moderada. •Tipo Tangencial: las vávulas abren con mayor aceleración. •Tipo Aceleración Constante: las válvulas se abren y cierran acelerando uniformemente. Cómo Opera el Eje de Levas para Competencia? Se abre la vávula de admisión antes que finalice la carrera de escape, (avance de apertura de admisión). En ese momento la inercia de los gases quemados que aun salen por el escape, contribuyen a que la mezcla fresca ingrese con rapidez al cilindro, (barrido). Los grados de giro durante el cual la válvula de escape se mantiene abierta en carrera de admisión se conoce como retraso de cierre de escape. Se cierra la válvula de admisión después de iniciada la carrera de compresión, (retraso de cierre de admisión). En el inicio de la carrera de compresión aun existe vacío y la mezcla fresca sigue llenando el cilindro por algunos grados más de giro del cigüeñal. Se abre la válvula de escape antes que termine la carrera de expansión, (avance de apertura de escape). Al final de la carrera de expansión aun queda presión en el cilindro. Al abrir la válvula de escape anticipadamenete se sacrifica un poco de fuerza pero se reduce la contra presión que se opone a la subida del émbolo en su carrera de escape. Modificación de Levas Cuando la alzada de los camones del eje de levas aumentan se consigue una apertura de válvulas mayor y con ello una disminución de la resistencia al flujo de los gases. Sin embargo el aumento de alzada trae consigo la generación de vibraciones en el tren de mando de las válvulas que altera el sincronismo del motor. Para contrarrestar este problema, el eje de levas se diseña de manera que las válvulas abran y cierren lo más lentamente posible. Para ello se requiere extender al máximo la permanencia de apertura, es decir el largo del perímetro del camón. El cruce de válvulas permite extender el tiempo de apertura por algunos grados más de giro, disminuyendo así la velocidad angular con que el alzaválvulas se desplaza sobre la superficie de la leva. Válvulas de competición Admisión y Escape de Competición El material con que se construyen las válvulas y los asientos son de primera calidad. Durante la operación del motor, la válvula de admisión varía su temperatura entre los 200° y 400° Celsius. La de escape entre 600° y 800°. Estas piezas están sujetas a grandes cargas de compresión sumergidas en un ambiente de gases corrosivos. A 7.000 RPM de motor las válvulas golpean el asiento 3.500 veces por minuto. Tipos de válvulas Cabeza Plana: para motores de automóvil. Buena resistencia. Convexa: para motores industriales. Gran resistencia. Cóncava: para competición. Gran flujo, poca resistencia. Refrigeración de Válvulas La válvula de admisión se refrigera con gases frescos que entran al motor. La de escape disipa su calor cuando toma contacto con el asiento de válvula. Esta es una las razones que obligan a mantener la refrigeración de la culata en condiciones óptimas. La temperatura de los asientos de válvula debe ser lo más baja posible. El ancho del asiento en la válvula debe aumentarse si se observa erosión en esa área. Posicionadores de Válvula Estos elementos son los que mantienen a la válvula en posición cuando se encuentra montada en la culata. Pulse sobre las imágenes que aparecen a continuación para observar en detalle. Retenedor y sello de válvula.Válvula montada en la culata. Alineación del Balancín Un aspecto importante que se debe considerar al armar el tren de distribución, es el ángulo entre el balancín y la válvula. Este debe ser de 90° al iniciar el contacto. Alineación de balancín. Flotación de Válvulas El movimiento de la válvula, cuando retorna a su asiento debe ser veloz. La pieza que se encarga de lograr esto es el resorte de vávula el cual debe ser capaz de desplazar la válvula a su asiento a mayor velocidad que la del movimiento del balancín. Cuando un motor opera a altas revoluciones y no tiene los resortes adecuados, sus válvulas no alcanzan a cerrar ("flotan". El balancín las vuelve a abrir antes de que se apoyen en su asiento. Operación del tren de distribución. Resortes de competición El resorte de válvula se construye con aleación de alta tecnología. Debe tener la misma fuerza de recuperación a través de toda su vida útil. En motores de competición los resortes de válvulas son piezas cruciales para que el motor mantenga su sincronismo a máximas revoluciones. La fabricación de estos componentes lleva un largo trabajo de investigación previa. Tipos de Resorte Los diseño y disposiciones más comunes son: • Espiras de paso constante. • Doble resorte. • Espiras de paso variable. Resonancia de Resortes Cuando un resorte de válvula se comprime súbitamente, debido a la fuerza aplicada en uno de sus extremos, genera un onda que se transmite hasta el otro extremo que luego se refleja. Esta onda que recorre el resorte tiene una frecuencia natural específica. Instalar resortes de un largo equivocado puede ocasionar resonancia. Si la frecuencia con que es golpeada por el balancín coincide con la frecuencia natural de su masa, entonces el resorte entrará en resonancia. Esta situación ocurre generalmente a altas RPM y provoca una vibración anormal en el tren de válvulas, cosa que altera el punto de cierre y apertura de las vávulas. En estas condiciones el motor pierde sincronismo y su desempeño se ve limitado. Instalación y Ajuste El fabricante de resortes indica cual debe ser el largo del resorte cuando está desmontado, el largo cuando está montado y la presión que debe ejercer a diferentes longitudes. La comprobación de esto último se realiza utilizando un instrumento que constata la fuerza a diferentes largos. Para conocer este aparato pulse en este lugar. Después de rectificar asientos y válvulas es necesario ajustar la altura de los resortes. Para ello se utilizan golillas calibradas. Vea el detalle de este procedimiento pulsando sobre las imágenes siguientes. Algunos talleres en Argentina que se dedican a potenciar motores ENTRE OTROS !! GRACIAS POR LEER, COMENTES Y DEJEN PUNTOS. SALUDOS !! CUALQUIER CONSULTAR, NO DUDES EN MANDARME UN MD