Todo sobre el árbol de levas del motor

contenido

Árbol de levas del motor

Para el funcionamiento estable de un motor de combustión interna, cada una de sus partes desempeña una función importante. Entre ellos se encuentra el árbol de levas. Considere cuál es su función, qué fallas ocurren y en qué casos necesita ser reemplazado.

¿Dónde está ubicado el árbol de levas?

La ubicación del árbol de levas depende de las características de diseño del motor. En algunas modificaciones, se encuentra debajo, debajo del bloque de cilindros. Más a menudo, hay modificaciones de motores, cuyo árbol de levas se encuentra en la culata (en la parte superior del motor de combustión interna). En el segundo caso, la reparación y ajuste del mecanismo de distribución de gas es mucho más fácil que en el primero.

Las modificaciones de los motores en forma de V están equipadas con una correa de distribución, que se encuentra en el colapso del bloque de cilindros y, a veces, un bloque separado está equipado con su propio mecanismo de distribución de gas. El árbol de levas en sí está fijado en la carcasa con cojinetes, lo que le permite girar de manera constante y suave. En los motores boxer (o boxer), el diseño del motor de combustión interna no permite la instalación de un árbol de levas. En este caso, cada lado tiene su propio mecanismo de distribución de gas, pero su trabajo está sincronizado.

Todo sobre el árbol de levas del motor

Funciones del árbol de levas

El árbol de levas es un elemento de la sincronización (mecanismo de distribución de gas). Determina el orden de las carreras del motor y sincroniza la apertura / cierre de las válvulas, que suministran la mezcla aire-combustible a los cilindros y eliminan los gases de escape.

El mecanismo de distribución de gas funciona según el siguiente principio. En el momento de arrancar el motor, la manivela de arranque manivelasth eje... El árbol de levas es impulsado por una cadena, una correa sobre una polea de cigüeñal o engranajes (en muchos automóviles estadounidenses más antiguos). La válvula de admisión en el cilindro se abre y una mezcla de gasolina y aire ingresa a la cámara de combustión. En el mismo momento, el sensor del cigüeñal envía un pulso a la bobina de encendido. En él se genera una descarga, que va a bujía.

Todo sobre el árbol de levas del motor

Para cuando aparece la chispa, ambas válvulas del cilindro están cerradas y la mezcla de combustible se comprime. Durante un incendio, se genera energía y el pistón se mueve hacia abajo. Así es como el cigüeñal gira y acciona el árbol de levas. En ese momento abre la válvula de escape por donde se liberan los gases que se escapan durante el proceso de combustión.

El árbol de levas siempre abre la válvula correcta durante un período de tiempo específico y a una altura estándar. Gracias a su forma, este elemento asegura un ciclo estable del ciclo del ciclo en el motor.

Los detalles sobre las fases de apertura y cierre de las válvulas, así como sus configuraciones, se muestran en este video:

Fases en los árboles de levas, ¿qué superposición se debe establecer? ¿Qué es la "fase del árbol de levas"?

Dependiendo de la modificación del motor, puede haber uno o más árboles de levas en él. En la mayoría de los vehículos, esta pieza se encuentra en la culata. Es impulsado por la rotación del cigüeñal. Estos dos elementos están conectados por una correa, cadena de distribución o tren de engranajes.

Muy a menudo, un árbol de levas está equipado con un motor de combustión interna con una disposición de cilindros en línea. La mayoría de estos motores tienen dos válvulas por cilindro (una entrada y una salida). También hay modificaciones con tres válvulas por cilindro (dos para entrada, una para salida). Los motores con cuatro válvulas por cilindro suelen estar equipados con dos ejes. En los motores de combustión opuesta y con forma de V, también se instalan dos árboles de levas.

Los motores con un solo eje de sincronización tienen un diseño simple, lo que conduce a una disminución en el costo de la unidad durante el proceso de fabricación. Estas modificaciones son más fáciles de mantener. Siempre se instalan en automóviles económicos.

Todo sobre el árbol de levas del motor

En modificaciones de motor más caras, algunos fabricantes instalan un segundo árbol de levas para reducir la carga (en comparación con las opciones de sincronización con un solo eje) y en algunos modelos ICE para proporcionar un cambio en las fases de distribución de gas. La mayoría de las veces, este sistema se encuentra en automóviles que deben ser deportivos.

El árbol de levas siempre abre la válvula durante un período de tiempo específico. Para mejorar la eficiencia del motor a mayores rpm, este intervalo debe cambiarse (el motor necesita más aire). Pero con la configuración estándar del mecanismo de distribución de gas, a mayores velocidades del cigüeñal, la válvula de admisión se cierra antes de que la cantidad requerida de aire ingrese a la cámara.

Al mismo tiempo, si instala un árbol de levas deportivo (las levas abren las válvulas de admisión durante más tiempo y a una altura diferente), a bajas velocidades del motor, existe una alta probabilidad de que la válvula de admisión se abra incluso antes de que se cierre la válvula de escape. Debido a esto, parte de la mezcla ingresará al sistema de escape. El resultado es una pérdida de potencia a bajas velocidades y un aumento de las emisiones.

Todo sobre el árbol de levas del motor

El esquema más simple para lograr este efecto es instalar un árbol de levas de manivela en un cierto ángulo con respecto al cigüeñal. Este mecanismo permite el cierre / apertura anticipada y tardía de las válvulas de admisión y escape. A rpm hasta 3500, estará en una posición, y cuando se supera este umbral, el eje gira un poco.

Cada fabricante que equipa sus automóviles con dicho sistema indica su propia marca en la documentación técnica. Por ejemplo, Honda indica VTEC o i-VTEC, Hyundai - CVVT, fíat - MultiAir, Mazda - S-VT, BMW - VANOS, Audi - Valvelift, Volkswagen - VVT и др.

Hasta la fecha, para aumentar el rendimiento de las unidades de potencia, se están desarrollando sistemas de distribución de gas sin levas electromagnéticos y neumáticos. Si bien estas modificaciones son muy caras de fabricar y mantener, aún no están instaladas en los automóviles de producción.

Además de la distribución de las carreras del motor, esta parte impulsa equipos adicionales (dependiendo de la modificación del motor), por ejemplo, bombas de aceite y combustible, así como el eje del distribuidor.

Diseño del árbol de levas

Todo sobre el árbol de levas del motor

Los árboles de levas se fabrican mediante forja, fundición sólida, fundición hueca y, más recientemente, han aparecido modificaciones tubulares. El propósito de cambiar la tecnología de creación es aligerar la estructura para obtener la máxima eficiencia del motor.

El árbol de levas está hecho en forma de varilla, en la que se encuentran los siguientes elementos:

  • Calcetín. Esta es la parte delantera del eje donde se hace el chavetero. La polea de distribución se instala aquí. En el caso de una transmisión por cadena, se instala un asterisco en su lugar. Esta parte se fija desde el extremo con un perno.
  • Cuello epiplón. Se le adjunta un sello de aceite para evitar que la grasa se escape del mecanismo.
  • Soporte de cuello. El número de tales elementos depende de la longitud de la varilla. Sobre ellos están montados cojinetes de apoyo que reducen la fuerza de fricción durante la rotación de la varilla. Estos elementos se instalan en las correspondientes ranuras de la culata.
  • Cámaras. Son protuberancias en forma de gota congelada. Durante la rotación, empujan la varilla unida al balancín de la válvula (o el propio empujador de la válvula). El número de levas depende del número de válvulas. Su tamaño y forma afectan la altura y duración de la apertura de la válvula. Cuanto más afilada sea la punta, más rápido se cerrará la válvula. Por el contrario, el borde poco profundo mantiene la válvula un poco abierta. Cuanto más delgado sea el árbol de levas, más baja bajará la válvula, lo que aumentará el volumen de combustible y acelerará la eliminación de los gases de escape. El tipo de sincronización de la válvula está determinado por la forma de las levas (estrechas, a velocidades bajas, anchas, a velocidades más altas).
  • Canales de aceite. Se hace un orificio pasante dentro del eje a través del cual se suministra aceite a las levas (cada una tiene una pequeña salida). Esto evita el borrado prematuro de las varillas de empuje y el desgaste de los planos de leva.
Todo sobre el árbol de levas del motor

Si se usa un solo árbol de levas en el diseño del motor, entonces las levas en él están ubicadas de modo que un juego mueva las válvulas de admisión y un juego ligeramente desplazado mueve las válvulas de escape. Los motores con cilindros equipados con dos válvulas de entrada y dos de salida tienen dos árboles de levas. En este caso, uno abre las válvulas de admisión y el otro abre la salida de gases de escape.

¿De qué es responsable el sensor del árbol de levas?

En los motores con carburador, un distribuidor está conectado al árbol de levas, que determina qué fase se realiza en el primer cilindro: admisión o escape.

Todo sobre el árbol de levas del motor

No hay distribuidor en los motores de combustión interna de inyección, por lo que el sensor de posición del árbol de levas se encarga de determinar las fases del primer cilindro. Su función no es idéntica a la del sensor del cigüeñal. En una revolución completa del eje de distribución, el cigüeñal girará alrededor del eje dos veces.

DPKV fija el PMS del pistón del primer cilindro y da un impulso para formar una descarga para la bujía. El DPRV envía una señal a la ECU en qué momento es necesario suministrar combustible y una chispa al primer cilindro. Los ciclos en los cilindros restantes ocurren alternativamente dependiendo del diseño del motor.

Todo sobre el árbol de levas del motor

El sensor del árbol de levas consta de un imán y un semiconductor. Hay una marca de referencia (diente de metal pequeño) en el eje de sincronización en el área de instalación del sensor. Durante la rotación, este elemento pasa por el sensor, por lo que el campo magnético se cierra en él y se genera un pulso que va a la ECU.

La unidad de control electrónico registra la frecuencia del pulso. Él es guiado por ellos cuando se suministra la mezcla de combustible y se enciende en el primer cilindro. En el caso de instalar dos ejes (uno para la carrera de admisión y otro para el escape), se instalará un sensor en cada uno de ellos.

¿Qué pasa si falla un sensor? Este video está dedicado a este tema:

SENSOR DE FASE POR QUÉ ES NECESARIO SÍNTOMAS DE SU FALLA DPRV

Si el motor está equipado con un sistema de sincronización de válvulas variable, la ECU determina a partir de la frecuencia de pulso en qué momento es necesario retrasar la apertura / cierre de las válvulas. En este caso, el motor estará equipado con un dispositivo adicional: un cambiador de fase (o embrague hidráulico), que hace girar el árbol de levas para cambiar el tiempo de apertura. Si el sensor Hall (o el árbol de levas) está defectuoso, la sincronización de la válvula no cambiará.

El principio de funcionamiento de DPRV en motores diesel difiere de la aplicación en análogos de gasolina. En este caso, fija la posición de todos los pistones en el punto muerto superior en el momento de la compresión de la mezcla de combustible. Esto permite determinar con mayor precisión la posición del árbol de levas en relación con el cigüeñal, lo que estabiliza el funcionamiento del motor diesel y facilita el arranque.

Todo sobre el árbol de levas del motor

Se han agregado marcas de referencia adicionales al diseño de dichos sensores, cuya posición en el disco maestro corresponde a la inclinación de una válvula particular en un cilindro separado. El dispositivo de tales elementos puede diferir dependiendo de los desarrollos patentados de diferentes fabricantes.

Tipos de colocación del árbol de levas en el motor

Según el tipo de motor, puede contener uno, dos o incluso cuatro ejes de distribución de gas. Para facilitar la determinación del tipo de sincronización, se aplican las siguientes marcas a la tapa de la culata de cilindros:

  • SOHC. Será un motor en línea o en forma de V con dos o tres válvulas por cilindro. En él, el árbol de levas será uno por fila. En su varilla hay levas que controlan la fase de admisión, y unas ligeramente desplazadas se encargan de la fase de escape. En el caso de los motores fabricados en forma de V, habrá dos de estos ejes (uno por fila de cilindros) o uno (colocado en la comba entre las filas).
Todo sobre el árbol de levas del motor
  • DOHC. Este sistema se diferencia del anterior por la presencia de dos árboles de levas por banco de cilindros. En este caso, cada uno de ellos será responsable de una fase separada: una para la entrada y otra para la liberación. Habrá dos ejes de distribución en motores de una sola fila y cuatro en los en forma de V. Esta tecnología permite reducir la carga sobre el eje, lo que aumenta su recurso.
Todo sobre el árbol de levas del motor

Los mecanismos de distribución de gas también difieren en la ubicación del eje:

  • Lateral (o inferior) (motor OHV o "Pusher"). Ésta es una tecnología antigua utilizada en motores de carburador. Entre las ventajas de este tipo está la facilidad de lubricación de las partes móviles (ubicadas directamente en el cárter del motor). La principal desventaja es la complejidad del mantenimiento y la sustitución. En este caso, las levas presionan los pulsadores basculantes y transmiten el movimiento a la propia válvula. Tales modificaciones de motores son ineficaces a altas velocidades, ya que tienen una gran cantidad de elementos de control para el momento de apertura de la válvula. Debido al aumento de la inercia, la precisión de la sincronización de la válvula se ve afectada.
Todo sobre el árbol de levas del motor
  • Arriba (OHC). Este diseño de sincronización se utiliza en motores modernos. Esta unidad es más fácil de mantener y reparar. Uno de los inconvenientes es el complejo sistema de lubricación. La bomba de aceite debe crear una presión estable, por lo que es necesario controlar de cerca los intervalos de cambio de aceite y filtro. aqui). Esta disposición permite utilizar menos piezas adicionales. En este caso, las levas actúan directamente sobre los elevadores de válvulas.

Cómo encontrar un defecto en el árbol de levas

La principal razón del fallo del árbol de levas es la falta de aceite. Puede surgir por mal estados de filtro o aceite inadecuado para este motor (para qué parámetros se selecciona el lubricante, lea en artículo separado). Si sigue los intervalos de mantenimiento, el eje de distribución durará tanto como todo el motor.

Todo sobre el árbol de levas del motor

Problemas típicos del árbol de levas

Debido al desgaste natural de las piezas y un descuido del conductor, pueden ocurrir las siguientes fallas en el eje del distribuidor de gas.

  • Fallo de las piezas adjuntas: engranaje de transmisión, correa o cadena de distribución. En este caso, el eje queda inutilizable y debe reemplazarse.
  • Agarre en los muñones de los cojinetes y desgaste en las levas. Las virutas y las ranuras son causadas por cargas excesivas, como un ajuste incorrecto de la válvula. Durante la rotación, el aumento de la fuerza de fricción entre las levas y los empujadores crea un calentamiento adicional del conjunto, rompiendo la película de aceite.
Todo sobre el árbol de levas del motor
  • Sello de aceite con fugas. Ocurre como resultado de un tiempo de inactividad prolongado del motor. Con el tiempo, el sello de goma pierde su elasticidad.
  • Deformación del eje. Debido al sobrecalentamiento del motor, el elemento metálico puede doblarse bajo una carga pesada. Tal mal funcionamiento se revela por la aparición de vibraciones adicionales en el motor. Por lo general, este problema no dura mucho: debido a fuertes sacudidas, las piezas adyacentes fallarán rápidamente y será necesario enviar el motor para su revisión.
  • Instalación incorrecta. En sí mismo, esto no es un mal funcionamiento, pero debido al incumplimiento de las normas para apretar los pernos y ajustar las fases, el motor de combustión interna se volverá rápidamente inutilizable y deberá "capitalizarse".
  • La mala calidad del material puede dañar el eje en sí, por lo tanto, al elegir un nuevo árbol de levas, es importante prestar atención no solo a su precio, sino también a la reputación del fabricante.

Cómo determinar visualmente el desgaste de la leva, que se muestra en el video:

Desgaste del árbol de levas: ¿cómo determinarlo visualmente?

Algunos automovilistas intentan arreglar algunas fallas del eje de distribución lijando las áreas dañadas o instalando revestimientos adicionales. No tiene sentido realizar tales trabajos de reparación, porque cuando se realizan, es imposible lograr la precisión necesaria para el buen funcionamiento de la unidad. En caso de un problema con el árbol de levas, los expertos recomiendan reemplazarlo por uno nuevo inmediatamente.

Cómo elegir un árbol de levas

Todo sobre el árbol de levas del motor

Se debe seleccionar un nuevo árbol de levas según el motivo del reemplazo:

  • Reemplazo de una pieza dañada por una nueva. En este caso, se selecciona uno similar en lugar del modelo fallido.
  • Modernización de motores. Para los coches deportivos, se utilizan árboles de levas especiales junto con un sistema de distribución variable de válvulas. También se están mejorando los motores para la conducción diaria, por ejemplo, aumentando la potencia ajustando las fases mediante la instalación de árboles de levas no estándar. Si no hay experiencia en la realización de dicho trabajo, es mejor confiarlo a profesionales.

¿En qué debería centrarse al elegir un árbol de levas que no sea estándar para un motor en particular? El parámetro principal es la inclinación de la leva, la elevación máxima de la válvula y el ángulo de superposición.

Para saber cómo estos indicadores afectan el rendimiento del motor, vea el siguiente video:

Cómo elegir un árbol de levas (parte 1)

Costo de un árbol de levas nuevo

En comparación con una revisión completa del motor, el costo de reemplazar un árbol de levas es insignificante. Por ejemplo, un eje nuevo para un automóvil nacional cuesta alrededor de $ 25. Para ajustar la sincronización de la válvula en algunos talleres se necesitarán $ 70. Para una revisión importante del motor, junto con las piezas de repuesto, tendrá que pagar alrededor de $ 250 (y esto es en las estaciones de servicio de garaje).

Como puede ver, es mejor realizar el mantenimiento a tiempo y no exponer el motor a cargas excesivas. Entonces servirá a su amo durante muchos años.

A que marcas dar preferencia

El recurso de trabajo del árbol de levas depende directamente de qué material de alta calidad utilice el fabricante al crear esta pieza. El metal blando se desgastará más y el metal sobrecalentado puede explotar.

Todo sobre el árbol de levas del motor

La opción más confiable y de mayor calidad es la empresa OEM. Es un fabricante de varios equipos originales, cuyos productos pueden venderse bajo diferentes marcas, pero la documentación indicará que la pieza es OEM.

Entre los productos de este fabricante, puede encontrar una pieza para cualquier automóvil. Es cierto que el costo de dicho árbol de levas será muy costoso en comparación con los análogos de marcas específicas.

Si necesita permanecer en un árbol de levas más barato, una buena opción es:

  • Marca alemana Ruville;
  • El fabricante checo ET Engineteam;
  • Marca británica AE;
  • Firma española Ajusa.

Las desventajas al elegir un árbol de levas de los fabricantes enumerados es que en muchos casos no crean piezas para un modelo específico. En este caso, deberá comprar el original o ponerse en contacto con un volteador de confianza.

ARTICULOS SIMILARES

Lee tambien

principal » Conozca » Todo sobre el árbol de levas del motor

Añadir un comentario