Los mecánicos y aficionados a los coches saben que el árbol de levas es el componente clave para el buen funcionamiento de los motores de combustión. Este blog explica prácticamente todo lo que necesitas saber sobre los árboles de levas.
¿Qué es un árbol de levas en los modelos de motor ? ¿Cuál es la función del árbol de levas? ¿Cuántas partes tiene un árbol de levas?
Este artículo abarcará todo, desde el funcionamiento del árbol de levas hasta su mantenimiento.
¿Qué es un árbol de levas? El héroe anónimo del rendimiento del motor del automóvil
Cada motor de cuatro tiempos cuenta con uno o dos de estos componentes de ingeniería de precisión. Un árbol de levas abre y cierra las válvulas de admisión y escape para que la mezcla de aire y combustible pueda entrar y salir de las cámaras de combustión. Algunos motores de combustión actuales incluso pueden tener dos de estos componentes.
Los árboles de levas tienen lóbulos que empujan contra los taqués (llamados «seguidores»). De esta forma, optimizan el rendimiento del motor mediante su movimiento rotacional en un motor de combustión interna de cuatro tiempos.
Ubicación y funcionalidad del árbol de levas
Los motores modernos tienen árboles de levas ubicados en la parte superior de los cilindros, especialmente aquellos con configuración de árbol de levas en cabeza (OHC). Los diseños OHC permiten una sincronización de válvulas más precisa, lo que posibilita que el motor funcione a mayores revoluciones por minuto.
Sin embargo, este rendimiento agresivo a menudo conlleva una mayor ineficiencia en el consumo de combustible, por lo que los motores modernos cuentan con sistemas de distribución variable de válvulas ( VVT ) para ajustar la sincronización del árbol de levas en función de las condiciones de conducción del automóvil.
¿Cómo funciona un árbol de levas? Inspección del funcionamiento del árbol de levas
Quizás te preguntes: "¿ Para qué sirve realmente el árbol de levas en un coche? ". La función del árbol de levas es sencilla: abre y cierra las válvulas del motor con sus lóbulos ovalados (también llamados "levas", de ahí su nombre); los árboles de levas giran y este movimiento de rotación hace que las válvulas se muevan hacia arriba y hacia abajo para que la mezcla de aire y combustible pueda entrar y salir fácilmente de las cámaras de combustión.
Los árboles de levas garantizan que las válvulas de admisión y escape se abran a intervalos determinados durante el ciclo de cuatro tiempos (admisión, compresión, combustión y escape).
Funcionamiento del árbol de levas: ¿por qué es tan importante para el rendimiento del motor?
De esta manera, el árbol de levas regula no solo la cantidad de mezcla de aire y combustible que entra en el cilindro, sino también la distribución de los gases de escape. Sincronizará el tiempo y la duración de las aperturas de las válvulas para lograr una combustión óptima.
Como se explicó anteriormente, los motores modernos habilitados para VVT ajustan el momento de la apertura de la válvula en función de la velocidad del motor y las condiciones de carga actuales.
Se puede afirmar que la eficiencia del árbol de levas influye en el rendimiento del motor; más concretamente, en su potencia y emisiones. Al asegurar que las válvulas de escape se abran y cierren en el momento preciso , estos árboles de levas permiten un flujo de aire máximo durante los ciclos de combustión.
Diferentes partes de un árbol de levas: anatomía completa del árbol de levas de su automóvil
Lóbulos del árbol de levas
Estos lóbulos determinan el momento y la duración de la apertura de las válvulas. Cada lóbulo tiene un perfil establecido que dicta la rapidez (duración) y la distancia (elevación) en que una válvula permanece abierta mientras la leva gira. Los lóbulos regulan el flujo de aire hacia las cámaras de combustión de esta manera.
Cojinetes del árbol de levas
Los cojinetes soportan los árboles de levas al reducir la fricción entre el eje y la culata . De esta manera, el eje puede girar suavemente. Los cojinetes también determinan la alineación y la estabilidad de la leva, lo que ralentiza el desgaste del árbol de levas.
Engranaje de distribución
Las cadenas (o correas) de distribución accionan el árbol de levas (o algunos árboles de levas tienen engranajes que los conectan al cigüeñal). Esta correa sincroniza la rotación del árbol de levas con la del cigüeñal. De esta forma, las válvulas de escape se abren y cierran en el momento preciso, sin demoras significativas.
Cuando arranca el motor de combustión, el cigüeñal comienza a girar e impulsa simultáneamente el mecanismo de sincronización que hace girar la leva.
Misceláneos
Otros componentes del árbol de levas de un motor incluyen arandelas de empuje (que controlan el movimiento axial de la leva) y abrazaderas de leva (que mantienen el eje en su lugar dentro de su chasis o el bloque del motor).
También hay un sensor para árboles de levas, pero lo discutiremos en otra sección al final de este blog.
No todos los árboles de levas son iguales: análisis de los cuatro tipos principales
Hoy en día, conducir un coche con árbol de levas es lo habitual. Pero, ¿sabías cuántos tipos diferentes de árboles de levas existen? Aquí hablaremos brevemente de cuatro tipos principales :
Levas de taqué planas
Los árboles de levas de taqués planos son muy utilizados y cuentan con una superficie plana con taqués . Por lo tanto, su diseño es muy sencillo y su coste es bajo. Sin embargo, requieren bastante mantenimiento y sus taqués pueden desgastarse con facilidad con el tiempo.
Los automóviles más antiguos utilizan levas de taqués planos e incluso los motores modernos con perfiles de elevación de válvulas menos agresivos las utilizan.
Levas de rodillos
Como su nombre lo indica, los árboles de levas de rodillos tienen cojinetes de rodillos en los lóbulos de la leva . Estos cojinetes reducen la fricción y hacen que los árboles de levas de rodillos requieran menos mantenimiento que los diseños de taqués planos. Los árboles de levas de rodillos pueden soportar mayores alzadas de válvula y mayores RPM.
Por eso los motores de alto rendimiento los utilizan. Sin embargo, estos diseños pueden resultar costosos dada su durabilidad y eficiencia. Los entusiastas del rendimiento prefieren los árboles de levas de rodillos a los de taqués planos.
Levas de hierro fundido
Los motores antiguos utilizaban árboles de levas de hierro fundido debido a su bajo costo y durabilidad. Hoy en día, es raro encontrar motores modernos que los utilicen, ya que prefieren materiales más ligeros como el acero y el aluminio.
Es por eso que los diseños de hierro fundido han pasado de moda.
Levas de palanquilla de acero
Sin embargo, los anticuados árboles de levas de hierro fundido fueron reemplazados por diseños de acero forjado, utilizados frecuentemente en motores de alto rendimiento donde la velocidad es fundamental. Estos árboles de levas se mecanizan a partir de bloques sólidos de acero para obtener perfiles personalizados que mejoran notablemente el rendimiento del motor.
Estos diseños son populares en las carreras de Fórmula 1, donde la optimización de la sincronización y la elevación de las válvulas proporciona a los pilotos ganancias sustanciales en potencia y par motor.
¿Cómo se fabrica? Explicación de la fabricación de árboles de levas
Los fabricantes de automóviles utilizan distintos metales al diseñar los árboles de levas de los motores. Los fabricantes de vehículos se centran en la durabilidad y las características de rendimiento del material.
Por ejemplo, estos materiales en la construcción del árbol de levas:
- Hierro endurecible: El hierro que se puede endurecer bajo presión sustituye a los árboles de levas de acero en el proceso de construcción porque es robusto, duradero y resistente a la fricción.
- Hierro fundido cromado enfriado: Este material juega un papel clave en el proceso de fundición, ya que permite a los fabricantes lograr un equilibrio entre resistencia, tenacidad y flexibilidad.
- Acero al carbono (EN8/EN9): Los fabricantes utilizan acero al carbono para levas de rodillos y endurecidas debido a su resistencia y dureza. El acero En8 tiene un contenido de carbono de hasta el 0.50 %, mientras que el acero En9 tiene un contenido de carbono de hasta el 0.60 %.
- Acero nitrurado (En40B): También llamado 722M24, este aleación de cromo-molibdeno Es la mejor opción para la fabricación de árboles de levas, ya que ofrece un acabado superficial duro y es ligera. Los fabricantes la prefieren por su excelente rendimiento y larga vida útil.
La correa de distribución y su efecto particular en el rendimiento del árbol de levas
Al discutir los componentes de un árbol de levas, en este blog tratamos la correa o cadena de distribución.
Esta correa o cadena mantiene la rotación del árbol de levas sincronizada con el cigüeñal. Así es como los lóbulos de la leva funcionan al unísono con el pistón en movimiento.
El árbol de levas gira a la mitad de la velocidad del cigüeñal. La correa conecta ambos componentes y los mantiene unidos. De esta forma, la cadena de distribución logra la sincronización precisa de las válvulas, necesaria para el rendimiento óptimo del motor durante su ciclo (los cuatro tiempos ).
Si la correa de distribución falla o se vuelve defectuosa, interrumpe esta sincronización; en ese caso, el árbol de levas funciona mal y degrada el rendimiento del motor.
¿Por qué necesitas una cámara que funcione bien? Explorando los beneficios
En este punto debería quedar claro para usted por qué un árbol de levas en un automóvil necesita este componente crucial.
A continuación, se detallan los principales beneficios de un árbol de levas en buen estado para ayudarle a comprender mejor por qué un árbol de levas defectuoso perjudica el rendimiento de su motor:
- Las levas mantienen los motores en su rendimiento óptimo y garantizan que el motor entregue la máxima potencia.
- Los árboles de levas regulan el momento y la duración de la apertura y el cierre de las válvulas para optimizar el ahorro de combustible.
- Un árbol de levas mejora la eficiencia de la combustión para reducir las emisiones y ofrece a los propietarios de automóviles un motor más limpio.
- Una leva minimizará la tensión en otros componentes del motor, como resortes y elevadores de válvulas, por lo que la vida útil del motor se extiende gracias a la leva.
Solución de problemas básicos de la cámara: 101 problemas comunes explicados
- Lubricación insuficiente: Dado que el árbol de levas depende de una fina película de aceite para reducir la fricción, calentamiento excesivo puede disminuir la lubricación y provocar desgaste.
- Instalación defectuosa: Los componentes desgastados o no coincidentes pueden provocar un desgaste prematuro en una leva, especialmente cuando el fabricante no la instala correctamente.
- Interferencia mecánica: Las piezas móviles que chocan constantemente entre sí pueden provocar grietas o fracturas en el árbol de levas de su automóvil.
- Rodaje inadecuado: Las levas nuevas dependen de un procedimiento de rodaje para desarrollar patrones de desgaste particulares. Cuando el rodaje falla, la leva comienza a funcionar mal.
- Fatiga de materiales: La tensión constante y la exposición al calor pueden provocar fatiga del material, por lo que la leva puede comenzar a agrietarse o perder su forma robusta.
¿Está averiado el árbol de levas? 7 señales que indican que sí
- El Compruebe la luz del motor Encenderlo es a menudo la primera señal de que la leva no funciona correctamente.
- Cuando el motor se siente inestable mientras conduce, puede deberse a un mal funcionamiento de la leva.
- Un árbol de levas defectuoso impide que el motor mantenga su velocidad o responda de inmediato a las entradas del acelerador.
- Un mayor consumo de combustible o una baja eficiencia del combustible también podrían indicar una leva defectuosa.
- Los ruidos de golpeteos o tictac ruidosos son otra señal reveladora.
- Si ve restos de metal durante un cambio de aceite, programe una cita con su mecánico.
- Una leva defectuosa puede provocar que uno o más cilindros fallen debido a una sincronización incorrecta de las válvulas.
Rendimiento máximo al alcance de todos: 6 consejos para el mantenimiento del árbol de levas
- Mantenga el motor limpio y reemplace los filtros de aire.
- Utilice aceite de motor de calidad para una lubricación suficiente del motor.
- Revise las cadenas de distribución para detectar signos de desgaste, grietas o estiramiento.
- Abordar problemas como el ralentí irregular o potencia reducida inmediatamente.
- Por favor, nunca fuerce su motor más allá de los límites de RPM recomendados.
- Siga las pautas de mantenimiento del fabricante de su vehículo para el cuidado del árbol de levas.
Sensor de posición del árbol de levas: ¿qué es y qué hace?
Tal como prometimos, en este blog hablaremos de un componente a menudo olvidado que viene con los árboles de levas: los sensores de posición del árbol de levas . La mayoría de los motores modernos incluyen este sensor para monitorear la velocidad y la posición de la leva.
Veamos el funcionamiento y el valor del sensor del árbol de levas.
Paradero
El sensor está ubicado cerca del árbol de levas o la tapa de válvulas del motor. Sin embargo, las distintas marcas y modelos tienen ubicaciones diferentes para este sensor.
Acoplar
El sensor del árbol de levas proporciona datos esenciales a la unidad de control del motor (ECU). De esta manera, puede ajustar el tiempo de inyección de combustible y el tiempo de encendido en función de la posición del árbol de levas.
Complicaciones
Un sensor de posición del árbol de levas defectuoso provoca problemas como ralentí irregular, fallos de encendido , pérdida de potencia y un consumo excesivo de combustible. Si el sensor falla, se enciende la luz de advertencia del motor y se generan códigos de diagnóstico relacionados con la sincronización del árbol de levas.
DE MOLARES
Si se detecta una falla en el sensor de posición del árbol de levas , es posible que sea necesario reemplazarlo para restablecer el correcto funcionamiento del motor. Reemplazar este sensor suele ser un proceso sencillo, pero el propietario del vehículo debe asegurarse de que el nuevo sensor sea compatible con las especificaciones del vehículo.
Conclusión
Este blog explica que el árbol de levas gira para provocar el movimiento vertical de las válvulas del motor durante la admisión y el escape, y regular el flujo de la mezcla aire-combustible dentro y fuera del sistema. Por eso, es importante invertir en un árbol de levas de calidad para mantener el rendimiento del motor al máximo.
Sobre Nosotros
Nanjing Woda Auto Technology Co., Ltd. ha sido un nombre de confianza en la industria de repuestos para motores de automóviles desde 1999. Con 25 años de experiencia, nos especializamos en la distribución de componentes de motor de alta calidad y larga duración.
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