informe sobre el eje de levas

PROGRAMA: MECATRONICA AUTOMOTRIZASIGNATURA: MOTORES DIESEL, GASOLINA Y GAS

Zonal Lima-Callao

EJE DE LEVAS

1.- Introducción:

Haciendo un breve recorrido por el sistema de distribución del automóvil, nos damos cuenta que el eje de levas cumple un papel fundamental, ya que trasforma el movimiento circular del motor en movimiento vertical, lo cual hace accionar las válvulas de admisión y escape, que es indispensable para generar la combustión y por ende el movimiento del vehículo.

2.- Definición y Funcionamiento:

El eje de levas es un mecanismo formado por un eje en el que se colocan distintas levas, de diferente tamaño y estructura, que es utilizado para activar diferentes mecanismos a intervalos repetitivos, en el campo automotriz nos referimos a las válvulas y a los taques.

El eje de levas tiene como principal función recibir el movimiento causado por el giro del cigüeñal mediante una correa o cadena de distribución y a este movimiento circular transfórmalo en movimiento alternativo, el cual permite la apertura y cierre de las válvulas de admisión y escape, pero para este proceso es necesario que el motor este sincronizado para que las válvulas se abran en una fase determinada, en este caso estamos hablando de:”Admisión, Compresión, Trabajo y Escape”, para que ocurra esto, el numero de vueltas del cigüeñal con el eje de levas tienen que estar en relación de 1:2, vale decir que por cada vuelta del eje de levas, el cigüeñal debe girar dos vueltas (ciclo completo).

El eje de levas dispone de tres o más puntos de apoyo (en función a su longitud) que sirve para la sujeción y giro del mismo árbol de levas que también sirve para evitar flexiones y vibraciones. También utiliza un plato de anclaje en uno de sus extremos para apoyar el piñón conducido que es el encargado de proporcionarle el giro.

MECATRONICA AUTOMOTRIZ 2010-II


Zonal Lima-Callao

También el eje de levas sirve para hacer funcionar por la parte inferior a la bomba de engrase, y por la parte superior al eje del distribuidor. Además tiene una excéntrica para la bomba de combustible.

Dependiendo la posición del árbol de levas y la distribución que estas accionan, toma diferentes nombres que a continuación vamos a dar una breve explicación:

OHV Eje de levas instalado la porción inferior del block.

OHC Eje de levas instalado en la culata del motor.

DOHC Doble eje de levas instalado en la culata.


http://www.km77.com/tecnica/motor/5valvulas/g01.asp


Zonal Lima-Callao

Con respecto a las levas tiene una estructura ya que de estas depende, que tanto de mezcla va a ingresar a la cámara de combustión, y como son sus prestaciones a altas revoluciones, por ejemplo en los motores de competición, se utiliza un traslape mucho mayor a comparación de los automóviles de turismo, este incremento de traslape, es ocasionado por la leva, ya que permite que la el tiempo de apertura de la válvula de admisión sea mayor, lo que ocasiona que ingrese mas mezcla que en los vehículos de turismo.

El perfil de la leva es el siguiente:

-

3.- Proceso de fabricación y materiales:

El material utilizado para su fabricación es el hierro fundido, se fabrica mediante un molde y una vez mecanizado se le somete a un proceso de temple, gracias a este proceso la leva adquiere gran dureza, y así soportar al gran esfuerzo que estas se someten, concluido este proceso se lleva a uno que rectifica su acabado. Obteniendo una pieza muy resistente y muy precisa.

4.- Fallas, Causas y Soluciones:

Ya que el árbol de levas tiene que estar sometido a altas revoluciones y tiene que someterse a grandes cargas de fuerza los cuales origina las siguientes fallas:

4.1 Desgaste de las levas

Las levas son endurecidas en todo su contorno para evitar un rápido desgaste de su periferia. El desgaste se presenta mayormente en la nariz reduciendo gradualmente la altura del levantamiento que absorbe la puntería para lograr la inducción de la mezcla aire combustible y desalojo de los gases de combustión.Si el desgaste se presenta en los flancos o rampas, el funcionamiento de la válvula será brusco y ruidoso causando que la puntería (buzo) trabaje sin acción hidráulica provocando bajo rendimiento en el motor.



Zonal Lima-Callao

Estos desgastes varían la sincronización de los tiempos de apertura de las válvulas de admisión y escape, produciendo de esta forma combustiones imperfectas que afectan a la potencia del motor, lo cual a su vez generan contaminación ambiental.

Al desgastarse la superficie endurecida de una leva, es inútil rectificarla porque reduce o elimina totalmente dicha capa endurecida, ocasionando el desgaste inmediato del perfil de la leva y al mismo tiempo a la puntería. Por eso no se recomiendo a rectificar las levas ni la cara de la puntería (buzo). Cambie el juego de punterías y árbol, por uno nuevo en cada ajuste de motor como única opción para lograr el funcionamiento correcto y duradero del mismo.

4.2. Ruptura del eje de levas:

Para este punto vamos analizar las posibles causas que podría ocurrir la ruptura del eje de levas.

Falta de lubricación: ya que el lubricante también se utiliza como refrigerante, y al no existir o existir poco aceite, la pieza se sobrecalienta y tiende a romperse.

Mal proceso de fabricación: En muchas empresas automovilistas o empresas que construyen piezas para el automóvil, utilizan mal o de modo incorrecto los materiales e incluso la técnica de fabricación, y muchas veces la pieza no adquiere la dureza necesaria, y como párrafos anteriores citamos, el eje de levas está sometido a altas revoluciones y tiene que someterse a grandes fuerzas, y si la pieza no tiene la dureza



Zonal Lima-Callao

correspondiente, llegara a fracturarse o romperse. En este caso recomendamos cambiar todo el eje de levas.

4.3 Encorvamiento del eje de levas:

Ajuste incorrecto de la bancada: En los motores SOHC o DOHC, tenemos un problema al montar el eje de levas, ya que el ajuste es casi similar al de la culata (de adentro hacia afuera), cuando realizamos un mal ajuste del eje de levas, este tiende a arquearse, capaz no lo podremos a ver simple vista por lo que es necesario utilizar instrumentos de medición. Cuando el eje de levas esta arqueado, va a ocurrir malas combustiones en uno o varios cilindros, ya que en la parte arqueada el levante se va a reducir, por lo que va a generar una menor apertura en la válvula de admisión y escape.

5.- Inspección del eje de levas:

5.1 Prueba de planitud: Con la regla de galga hacemos esta prueba, para que la leva no esté desgastada no le debe caber una hoja de galga mayor a 0.001” (milésima de pulgada).

5.2. Prueba de redondez:

5.3 Medición del estrechamiento y excentricidad:



Zonal Lima-Callao

5.4 Inspección visual de fallas en las levas: Revisar los impulsadores, en los motores OHC son fácil de ubicar, para ello ver si es que hay ranura, si la existe cámbielos, también revise los lóbulos ya que si estas con grietas, nos da a entender que existe un reblandecimiento del metal.

CUANDO CAMBIAR UN EJE DE LEVAS:

Después de hecha una investigación extensiva, nosotros como mecánicos recomendamos que cuando se presenten las siguientes situaciones:

Cuando las levas o apoyos presenten rayas o marcas de desgastes.

Cuando el árbol esta doblado más de 0.05 mm respecto a apoyos externos.

Cuando tenga un juego axial mayor a 0.15 mm.

Cuando cambie la culata.



Zonal Lima-Callao

Reconocimiento de un árbol de levas:

Usualmente al árbol d elevas lo vamos a reconocer por un juego de números, por ejemplo en el árbol d elevas de los motores MG/AUSTIN/Rover serie b, tendremos las especificaciones de origen 16/56 51/21 y 252° de duración. ¿Qué queremos decir? Pues haciendo el ciclo tendremos que la válvula de admisión comienza a abrir 16° antes del PMS, y cerrara 56° después del PMI, abrirá la válvula de escape 51° antes del PMI y cerrara 21° después del PMS. Por lo tanto el traslape o cruce de válvulas es 21+16=37°.

INNOVACIONES TECNOLOGICAS RESPECTO AL ARBOL DE LEVAS

Ya que los cambios en la tecnología automotriz, son constantes, para hacer una mejora en los componentes y técnicas existentes, nos inclinamos a la electrónica.

La distribución variable es uno de los más últimos avances respecto al eje de levas.

Distribución variable

Es aquel sistema que permite cambiar el Angulo de apertura de las válvulas, para aumentar el tiempo de llenado y vaciado de cilindros. Debido que cuando el motor gira a altas revoluciones el llenado se hace mucho más complejo ya que las válvulas se abren y cierran con mayor rapidez, debido a que el árbol de levas gira con mayor numero de revoluciones, lo que genera que el motor no sea tan eficiente a altas revoluciones, para eso se creó este mecanismo. Que pasado cierto número de revoluciones el ángulo de apertura crece, por lo que se genera un mayor cruce de válvulas, obteniendo un mejor llenado. Así podemos tener un motor más eficiente a altas revoluciones. Cuando el motor comienza a disminuir las revoluciones, este mecanismo cambia automáticamente a su ángulo de apertura normal.



Zonal Lima-Callao

Hay dos sistemas fundamentales para variar la distribución:

I. Variación de la alzada de válvula, con ello se consigue modificar simultáneamente el avance y cierre de la válvula, además de disminuir el área de paso de los gases frescos.

II. Desplazamiento el árbol d elevas con respecto al cigüeñal.

De la combinación de estos dos movimientos es posible ajustar cada uno de los ángulos de manera independiente al valor deseado

En breve explicaremos como es el funcionamiento de este mecanismo:

CONVERTIDORES DE FASE:

Este mecanismo, es el que controla la distribución variando la posición del árbol de levas respecto al engranaje que lo arrastra. Esta variación se controla a través de un accionador electromagnético controlado por la centralita del motor, de forma que la presión del aceite en el mecanismo variador de fase permite ese desacoplamiento de unos grados en el árbol.

Los convertidores de fase usualmente se utilizan en motores DOHC, también en motores multiválvulas. Actualmente son los más utilizados en el mercado.



Zonal Lima-Callao

El elemento más importante del variadores de fase es el actuador electro-Hidráulico acoplado al engranaje que arrastra en rotación al árbol de levas de las válvulas de admisión: este actuador permite dar al mismo árbol dos posiciones angulares diversas por lo que va a variar los tiempos de apertura de admisión: su regulación está dirigida por el microprocesador del sistema electrónico de gestión del motor


informe sobre el eje de levas

Documents