lunes, 1 de agosto de 2016

cómo se abren y cierran las válvulas del motor

La válvula que permite la mezcla en el cilindro es la válvula de entrada y por la que salen los gases utilizados es la válvula de escape. Éstas son diseñadas para abrise y cerrarse en momentos precisos y permitir que el motor funcione eficientemente en todas las velocidades.
Árbol de levas sobre la cabeza

En este diseño, el árbol de levas sobre la cabeza es impulsado por una correa internamente dentada y los lóbulos de leva actúan directamente sobre los botadores que se encuentran montados sobre las válvulas.



La operación es controlada por lóbulos en forma de pera, llamadas levas, sobre un eje de rotación, el árbol de levas, accionado por una cadena, una correa o un conjunto de engranajes desde el cigüeñal.

Cuando el árbol de levas es montado en el bloque del motor, pequeños cilindros botadores de metal se reúnen en canales sobre cada leva y desde los botadores, empujadores de válvula de metal se extienden hasta la culata. La parte superior de cada empujador de válvula se encuentra con un balancín que se apoya contra el vástago de una válvula, el cual se mantiene en una posición elevada (cerrada) por un fuerte resorte en espiral del resorte de válvula.

A medida que el empujador de válvula se eleva sobre la leva, éste gira el balancín, que empuja la válvula hacia abajo (abre) contra la presión de su resorte. A medida que el lóbulo de la leva sigue girando, el resorte de la válvula actúa para cerrar la válvula. Esto se conoce como un sistema de válvulas sobre la cabeza (en inglés OHV).

Algunos motores no tienen empujadores de válvulas. Las válvulas son operadas de manera más directa por levas simples o dobles en la culata del sistema de árbol de levas.

Como hay menos piezas móviles entre el árbol de levas y la válvula, el método de árbol de levas sobre la cabeza (en inglés OHC) es más eficiente y produce más potencia para una determinada capacidad del motor que un motor con empujadores de válvulas, ya que puede funcionar a velocidades más altas. Con cualquiera de los sistemas, el engranaje de funcionamiento tiene que tener algo de juego para que la válvula se pueda cerrar completamente cuando las piezas se hayan expandido por el calor.

La brecha del predeterminado engranaje botador, es esencial entre el vástago de la válvula y el balancín o leva, para permitir la expansión. En cada auto la brecha del botador varía ampliamente y un ajuste incorrecto puede producir efectos graves.

Si la brecha es demasiado grande, las válvulas se abrirán tarde y cerrarán temprano, reduciendo la potencia e incrementando el ruido del motor.

Una brecha muy pequeña prevendrá que las válvulas se cierren apropiadamente, con la consiguiente pérdida de compresión.

Algunos motores cuentan con botadores autoajustables, los cuales son operados hidráulicamente por la presión del aceite del motor.

Árbol de levas con empujador de válvula


El sistema de válvulas sobre la cabeza (en inglés OHV), operado por empujadores de válvulas, cuenta con el cigüeñal adyacente y paralelo al cigüeñal en el bloque de cilindros.

A medida que el cigüeñal gira, cada válvula se abre por medio de un botador, el empujador de válvula y del balancín. La válvula se cierra por la presión del resorte.

El piñón de cadena del árbol de levas tiene el doble de dientes que el piñón del cigüeñal, de modo que el árbol de levas gira a media velocidad del motor.
Árbol de levas con empujadores de válvulas
Cuando el árbol de levas se monta en el bloque del motor, largos empujadores de válvulas operan los balancines que giran y abren las válvulas. Este sistema de válvulas sobre la cabeza (en inglés OHV) es menos eficiente que un árbol de levas sobre la cabeza, ya que el número de piezas móviles limita la velocidad a la que el motor puede funcionar de manera segura.

 Motor con árbol de levas sobre la cabeza


Un motor de árbol de levas sobre la cabeza (en inglés OHC) necesita menos piezas para operar las válvulas. Las levas actúan directamente sobre cubos botadores o palancas cortas, que a su vez actúan directamente sobre los vástagos de la válvula.

El sistema prescinde del peso adicional y de la complejidad mecánica de los empujadores de válvulas y balancines.

Una cadena larga se utiliza frecuentemente para conducir al árbol de levas desde un piñón en el cigüeñal, aunque una cadena tan larga tiende a "azotar". El problema se supera en algunos diseños, mediante el ajuste de piñones intermedios y tensando dos cadenas de transmisión más cortas.

Otro método utiliza una cadena de transmisión de goma dentada, no elástica y resistente al aceite, que se acopla con piñones dentados en el árbol de levas y el cigüeñal.

OHC operado por palancas cortas
En algunos diseños, las levas actúan directamente sobre las palancas cortas.