Para que un motor de combustión funcione sin problemas, el árbol de levas es uno de los componentes críticos. El árbol de levas y el cigüeñal tienen que trabajar sincronizados para proporcionar el control mecánico adecuado de los sistemas de encendido. Debido a su función vital, el mecanizado de un árbol de levas es siempre un trabajo de tolerancia estricta.
Pero, ¿sabes qué es exactamente un árbol de levas? ¿Y qué hace un árbol de levas? ¿Hay diferentes tipos de árboles de levas?
Hemos compuesto una guía rápida de un árbol de levas para darle todas las respuestas que necesita. Empecemos.
¿Qué es un árbol de levas?
El árbol de levas de un motor de combustión es la parte del tren de válvulas que regula la entrada de combustible y la salida o escape de humos. Un árbol de levas generalmente se encuentra en la parte superior del motor (sobre el cilindro). El árbol de levas está conectado al cigüeñal con una correa y una cadena.
Una de las funciones más básicas y principales de un árbol de levas es accionar el cierre y la apertura de las válvulas de admisión/escape.
Un árbol de levas está hecho de diferentes tipos de metal y tiene la forma de un eje cilíndrico o una varilla con levas en forma de huevo que giran para producir energía. En gran medida, los árboles de levas influyen en el rendimiento de su motor cuando acelera.
¿Cuál es la función de un árbol de levas?
El árbol de levas como componente se utiliza en motores de combustión interna. La función principal del árbol de levas es abrir y cerrar las válvulas del motor con la ayuda de sus muchas levas (lóbulos en forma de huevo).
Un árbol de levas tiene varias aplicaciones y usos: en motores de combustión interna, sistemas de encendido controlados mecánicamente y como primeros controladores de velocidad del motor.
Además, los árboles de levas se componen de cuatro partes diferentes: los lóbulos de leva, los muñones principales, los extremos y los cojinetes de leva. Cada una de estas piezas es vital para fabricar un árbol de levas con un enorme par máximo.
Tipos de accionamientos de árbol de levas
En términos generales, hay tres tipos de accionamientos de árbol de levas: el árbol de levas en cabeza simple (SOHC), el árbol de levas en cabeza doble (DOHC) y la varilla de empuje o válvula en cabeza (OHV). Veamos cada uno de ellos.
Árbol de levas en cabeza simple (SOHC)
El motor de un solo árbol de levas en cabeza tiene un árbol de levas por cabeza (banco de cilindros). Ese es el diseño más antiguo de motores de árbol de levas en cabeza. La mayoría de los motores SOHC tendrán dos válvulas para cada cilindro.
El cigüeñal es la parte que alimenta el SOHC a través de la cadena de distribución conectada. Esta cadena o correa debe alinearse y revisarse periódicamente. Una correa de distribución dañada o desalineada podría romperse y causar serios problemas.
Doble árbol de levas en cabeza (DOHC)
Como su propio nombre indica, los motores DOHC tienen dos árboles de levas por bancada. Los árboles de levas superiores dobles también se conocen como motores de doble leva. Los motores que tienen más de cuatro válvulas por cilindro suelen utilizar árboles de levas dobles en cabeza.
El uso de un eje superior doble en lugar de uno simple permitirá una mayor potencia del motor. La lógica detrás de esto es simple: con DOHC, puede usar más válvulas de admisión y escape, lo que significa que habrá aberturas más grandes para el flujo de gas. A principios de la década de 2000, la mayoría de los automóviles ya usaban motores DOHC.
Árboles de levas de válvulas en cabeza (OHV)
Los árboles de levas de los motores OHV también se conocen como motores Pushrod. Al igual que el DOHC y el SOHC, el motor OHV también tiene válvulas sobre el cilindro, en la cabeza del motor. Pero, a diferencia de DOHC y SOHC, donde el árbol de levas está en la cabeza, el motor OHV tiene un árbol de levas dentro del bloque del motor.
En los motores de varilla de empuje, el árbol de levas se acciona a través de una cadena de transmisión por engranajes. Con estas transmisiones por engranajes, los motores Pushrod son menos propensos a romperse. Sin embargo, tienen un potencial de velocidad limitado.
¿Cómo funciona un árbol de levas en un motor?
Un árbol de levas está ubicado en el extremo superior del motor, sobre el cilindro del motor. Por lo general, el árbol de levas está conectado al cigüeñal en la parte inferior con la ayuda de una correa de distribución. Para controlar la combustión correctamente, el fabricante necesita sincronizar los engranajes del árbol de levas y del cigüeñal. Este procedimiento se llama sincronización de válvulas.
Activado por el cigüeñal, el árbol de levas cilíndrico comienza a girar y los lóbulos de leva a lo largo de él comienzan a presionar las palancas, que abren las válvulas del motor.
¿Qué gira más rápido, el árbol de levas o el cigüeñal?
Para explicar la velocidad del árbol de levas y el cigüeñal y cómo funcionan juntos, debemos comenzar explicando el ciclo de combustión. Un ciclo típico tiene cuatro puntos: admisión, compresión, potencia y escape. Para poner en marcha este ciclo de combustión de cuatro etapas, el árbol de levas y el cigüeñal, conectados con una cadena de distribución, comienzan a trabajar juntos.
Durante un ciclo de combustión, el cigüeñal hace dos círculos completos mientras que el árbol de levas hace uno. Eso significa que el cigüeñal gira más rápido, con el doble de velocidad. En comparación con el pistón, cada válvula se abre una vez por cada dos vueltas del cigüeñal.
¿De qué material está hecho un árbol de levas?
Debido a la necesidad de estabilidad, durabilidad y resistencia a la temperatura, los árboles de levas suelen estar hechos de ciertos tipos de metal. Más comúnmente, los fabricantes usan dos tipos de materiales para producir árboles de levas: hierro fundido y acero forjado.
hierro fundido
Como uno de los materiales de fabricación de árboles de levas más comunes, el hierro fundido suele ser la primera opción para pedidos de gran volumen.
El hierro fundido se usa típicamente para árboles de levas debido a su durabilidad y resistencia al desgaste. Los árboles de levas de hierro fundido se fabrican con un proceso de enfriamiento que les otorga la dureza necesaria. Por lo general, los fabricantes mezclan otros elementos antes de fundir el hierro. Hacer eso les da las características requeridas basadas en la aplicación del árbol de levas.
Acero forjado
También conocido como acero de palanquilla, los árboles de levas de acero forjado pueden tener una mayor calidad, pero generalmente son más adecuados para la fabricación de bajo volumen. Sin embargo, debido a su calidad superior, los árboles de levas de acero forjado suelen ser más ideales para aplicaciones específicas.
Para producir árboles de levas de acero forjado, los fabricantes utilizan la forja o el mecanizado con una fresadora. Por lo general, los fabricantes utilizan barras de acero de diferentes materiales para producir árboles de levas. Cuando utilizan acero como el EN40b, el árbol de levas también tiene que pasar por un tratamiento térmico.
¿Qué causa los problemas del árbol de levas?
Como componente integral del motor, un árbol de levas siempre debe estar en la mejor forma. Sí, por supuesto, puede usar un motor con un árbol de levas dañado, pero hacer esto puede resultar en un problema más importante. Hay varios problemas comunes del árbol de levas:
Desgaste de los lóbulos de la leva
Uno de los problemas más comunes que requieren reparación o reemplazo del árbol de levas es el desgaste de los lóbulos de levas. Como componentes móviles, los lóbulos de las levas estarán frecuentemente en contacto con escombros, suciedad y una lubricación inadecuada. Entonces, con el tiempo, pueden dañarse y necesitar un reemplazo.
Sensor del árbol de levas defectuoso
La segunda causa de los problemas del árbol de levas es un sensor del árbol de levas defectuoso. El trabajo del sensor del árbol de levas es monitorear la sincronización del giro del árbol de levas y el cigüeñal. Según los informes de este sensor, controlamos los sistemas de encendido e inyección de combustible. No hace falta decir que si este sensor está defectuoso, el vehículo puede experimentar diferentes problemas de rendimiento o encendido.
Correa de distribución no sincronizada
Y, por último, la tercera y más grave causa de los problemas del árbol de levas es un movimiento desequilibrado del árbol de levas y del cigüeñal, generalmente causado por una correa de distribución defectuosa.
Una correa de distribución dañada o desincronizada puede ser perjudicial para el árbol de levas y para todo el motor. Por ejemplo, puede dañar pistones, válvulas, lóbulos, balancines o incluso romper todo el árbol de levas.
¿Qué reemplazar al cambiar un árbol de levas?
Si necesita cambiar el árbol de levas de su motor, hay varias otras piezas que quizás desee reemplazar mientras lo hace.
Por ejemplo, verifique y reemplace, si es necesario, los siguientes componentes: resortes de válvulas, sellos de válvulas, engranajes o cadena de distribución, empaque del distribuidor, empaque del colector, balanceador armónico, pernos de leva, empaque del carburador, empaque de la bomba de agua, empaque del T-stat, empaque de la bomba de combustible. , el perno del cigüeñal del motor, la junta del cárter de aceite, los pasadores, etc.
Además de los componentes anteriores, le recomendamos que realice un cambio de aceite y una revisión completa del servicio del motor.
¿Cuánto cuesta un árbol de levas?
El reemplazo de un árbol de levas es un servicio financieramente desafiante. Por supuesto, el costo de reemplazo o reparación de un árbol de levas dependerá del tipo de árbol de levas y el daño causado.
Por ejemplo, si está reemplazando solo el sensor del árbol de levas, podría costarle entre $150 y $250. Sin embargo, si está reemplazando todo el árbol de levas, los costos de mano de obra más los materiales podrían costarle entre $ 1500 y $ 3000.
Los árboles de levas están diseñados para durar tanto como el motor, por lo que normalmente no deberían causar ningún problema a corto plazo. Sin embargo, si observa signos de daños en el árbol de levas, como problemas para acelerar, luces de "revisar motor" parpadeando o un consumo de combustible reducido, es necesario reemplazar el árbol de levas.
¿Pueden ofrecer árboles de levas personalizados?
¡Sí! En el pasado, los procesos de fabricación de árboles de levas no eran tan avanzados, por lo que la fabricación de alta calidad se reservaba solo para pedidos caros y de bajo volumen. Hoy en día, nuestras tecnologías de fresado y mecanizado de última generación nos permiten ofrecer árboles de levas personalizados sin MOQ.
Si necesita un tipo particular de árboles de levas, no dude en comunicarse. Nuestra calidad, bajo demanda Servicios de mecanizado CNC hacen posible ofrecer un equipo de fabricación dedicado y producir árboles de levas personalizados en cualquier cantidad.
Conclusión
Con todo, esperamos sinceramente que nuestra guía de árboles de levas y su función haya sido práctica y haya respondido a todas las preguntas que tenía sobre el tema. Sabiendo que el árbol de levas es una parte tan integral de los motores de combustión interna, se hace evidente la importancia de su fabricación precisa y durabilidad.
Si necesita ayuda para diseñar su árbol de levas personalizado, contáctanos, y crearemos su prototipo de árbol de levas. Independientemente del tipo de árbol de levas en cuestión, el principio sigue siendo el mismo: ¡la calidad y la seguridad son lo primero! Con suerte, esta guía completa sobre un árbol de levas y su función lo ayudó a aprender mucho.