Tipos de árboles de levas y componentes

Cuando se trata del buen funcionamiento y desempeño de un motor de combustión interna, el árbol de levas es uno de los componentes más vitales. Para garantizar que el primero haga su trabajo correctamente, el segundo debe trabajar a la perfección con el cigüeñal. Debido a esto, no hay margen de error al mecanizar un árbol de levas. Eso es particularmente cierto en el caso de los vehículos de alto rendimiento.

A continuación se muestra una guía concisa sobre qué son los árboles de levas, cómo funcionan, los diferentes tipos de árboles de levas en el mercado y sus ventajas y desventajas.

Descripción general del árbol de levas?

En un motor de combustión interna, el árbol de levas es la parte del tren de válvulas responsable de regular la entrada de combustible y eliminar los humos. Por lo general, viene en forma de varilla o eje cilíndrico con levas en forma de huevo que giran para generar energía.

Los árboles de levas pueden estar hechos de una variedad de metales y normalmente están situados sobre el cilindro en la parte superior del motor del automóvil. Una vez que lo hayas localizado, deberías poder ver la cadena de distribución y la correa que la conectan al cigüeñal.

Uno de los trabajos más importantes del árbol de levas es impulsar la apertura y el cierre de las válvulas (tanto de admisión como de escape ). Por eso juega un papel tan importante en el rendimiento del motor , especialmente cuando el coche está acelerando.

• El árbol de levas típico consta de tres partes:

• El miembro conductor que se llama la leva.
• El seguidor, es decir, el miembro que está siendo conducido
• El miembro de soporte, que consiste esencialmente en una estructura similar a un marco que soporta tanto al conductor como al seguidor.

Dependiendo de cómo estén configurados, los árboles de levas pueden generar un par de torsión alto y bajo. También son útiles para mejorar las capacidades dinámicas del mecanismo de accionamiento de válvulas.

Diferentes tipos de árboles de levas

Ahora echemos un vistazo más de cerca a los distintos tipos de árboles de levas y sus ventajas y desventajas:

Árboles de levas de empujadores planos

Este tipo de árbol de levas se encuentra entre las tecnologías más antiguas de la historia del automóvil. Han sido el estándar de la industria durante más de 40 años y aún disfrutan del sólido apoyo de los entusiastas del automovilismo. Su popularidad y éxito se pueden atribuir al hecho de que son relativamente baratos, generan una buena cantidad de energía y no necesitan mucho mantenimiento de rutina. Los árboles de levas de empujadores planos deben combinarse con elevadores hidráulicos, ya que este último utiliza un émbolo amortiguado con aceite y cargado por resorte para ayudar automáticamente a soportar el juego de válvulas.

Si uno mira la interfaz del lóbulo, un empujador plano al principio podría parecer realmente plano. En una inspección más cercana, notará, sin embargo, que la geometría del empujador plano es mucho más compleja que eso. La cara de un levantaválvulas plano tiene un radio de curvatura relativamente grande, mientras que un cono mantiene el lóbulo conectado a tierra. Esto permite que el empujador patine durante la rotación, en lugar de frotar el lóbulo como mucha gente piensa.

Árboles de levas de rodillos

Como probablemente dedujo del nombre, los árboles de levas de rodillos hidráulicos utilizan un empujador combinado con una rueda de rodillos que sirve como seguidor de leva. Básicamente, simplemente rueda por el lóbulo del árbol de levas. Si bien estos son innegablemente más caros que sus contrapartes planas, también generan más energía.

Además de reducir la fricción, también es posible con levas de rodillos fabricar una rampa más pronunciada en la leva, lo que aumenta la duración. Y a diferencia del proceso de rodaje vital que se necesita en el caso de los árboles de levas de taqués planos, los modelos de rodillos no necesitan rodaje. Además de eso, también son más duraderos que sus competidores.

La buena noticia es que, en lo que respecta al precio, los árboles de levas de rodillos mecánicos (que se consideran el estándar de la industria cuando se trata de generación de energía) hoy en día compiten bastante favorablemente con sus contrapartes de rodillos hidráulicos. También ofrecen rampas de levas más pronunciadas y de mayor duración que las últimas. Sin embargo, como muchas otras piezas de rendimiento, requieren un mantenimiento regular para que sigan funcionando correctamente.

Diferentes configuraciones de árbol de levas

Hay bastantes arreglos de árboles de levas, pero los siguientes son los más comunes:

Árbol de levas simple

Este es el tipo de árbol de levas más antiguo del mercado. Como su nombre lo indica, cuenta con un solo árbol de levas para cada cabeza. La mayoría de los motores SOHC tienen dos válvulas por cilindro. En estos motores, la correa o cadena de distribución debe examinarse y ajustarse con regularidad porque, si está desalineada o dañada, podría romperse y, en el proceso, causar daños importantes.

Doble árbol de levas

Éstos se conocen popularmente como motores de doble cámara. En este caso, hay dos árboles de levas para cada banco. Los motores con más de cuatro válvulas por cilindro a menudo cuentan con doble árbol de levas en cabeza.

Uno de los mayores beneficios de un DOHC es que tiene la capacidad de aumentar significativamente la potencia del motor. La razón es bastante simple: con un doble árbol de levas en cabeza, puede usar más válvulas (tanto de admisión como de escape). Esto a su vez significa mayores aberturas para el flujo de gas.

Árbol de levas de varilla de empuje

También conocidos como OHV o árboles de levas de válvulas en cabeza, estos motores también cuentan con válvulas en la cabeza del motor, en la parte superior del cilindro. Sin embargo, a diferencia de los motores SOHC y DOHC, donde el árbol de levas está ubicado en la culata, en este caso, el árbol de levas está justo dentro del bloque del motor.

En los motores de árbol de levas con varilla de empuje hay una cadena de engranajes que impulsa el árbol de levas. Esto hace que toda la configuración sea más confiable y menos probable que experimente problemas. La desventaja es que, hasta cierto punto, un árbol de levas OHV limita el potencial de velocidad del motor.

HIDRÁULICO VERSUS SÓLIDO

Al considerar diferentes tipos de árboles de levas, una consideración importante es si elegir uno con un elevador hidráulico o sólido. Los ejes de empujadores planos y de rodillos están ampliamente disponibles para configuraciones de elevadores hidráulicos o sólidos.

Los árboles de levas hidráulicos han sido el estándar de la industria para motores grandes durante muchos años. Estos ejes se ajustan automáticamente para garantizar que no haya juego de válvulas. El resultado es un tren de válvulas silencioso y de larga duración que no requiere ajuste ni mantenimiento.

En un vehículo de alto rendimiento , el mismo mecanismo hidráulico que funciona tan bien en un automóvil de producción podría, sin embargo, limitar la potencia y convertirse en una fuente de inestabilidad. Las razones para esto incluyen altas cargas de resorte, deflexión y flexión en el tren de válvulas. Si bien un elevador sólido podría experimentar los mismos problemas, no tiene un mecanismo hidráulico que podría ser una fuente de pérdida de control.

En un motor que ha sido ajustado para un alto rendimiento, un árbol de levas sólido podría ser una mejor opción.