Introducción del tren de válvulas

Introducción del tren de válvulas​​

El mecanismo de distribución de gases del motor se ajusta al ciclo de trabajo de cada cilindro y a los requisitos de la secuencia de encendido. Las válvulas de admisión y escape se abren y cierran a tiempo para que la mezcla combustible fresca o aire entre en el cilindro a tiempo y los gases de escape se descarguen a tiempo. Durante la compresión y la carrera de trabajo, la válvula se cierra para asegurar el sellado de la cámara de combustión.

Requisitos del tren de válvulas​​

Los requisitos de las piezas del tren de válvulas son parámetros estructurales y la forma es propicia para reducir la resistencia de admisión y escape, y el momento de apertura de la válvula de escape y la continuación del tiempo de apertura son más apropiados, de modo que la admisión y el escape estén lo más llenos posible para obtener un mayor torque de potencia y rendimiento de emisiones.

La mezcla fresca o el aire se llenan según el grado del cilindro, indicando la eficiencia de inflado. Cuanto mayor sea la eficiencia de llenado, mayor será la calidad del aire fresco o la mezcla combustible en el cilindro, mayor será el calor generado por la combustión y mayor será la potencia del motor. Para un determinado volumen del motor, la calidad y el final de la admisión de aire (T y P) son factores importantes. Cuanto menores sean la T y P de la admisión de aire, mayor será la calidad del aire y mayor será la eficiencia de inflado.

Sin embargo, debido a la resistencia del sistema de admisión al gas, causada por la caída de presión al final del cilindro, y a la alta temperatura residual de los gases de escape en el último ciclo, la calidad real del gas en el conjunto es menor que la del cilindro completo. En otras palabras, la eficiencia de inflado es siempre inferior a 1. Generalmente, se encuentra entre 0,8 y 0,9.

Tipo de diseño

Tipo de válvula en cabeza

El tipo de válvula en cabeza es uno de los mecanismos de distribución de gas más utilizados. Las válvulas de admisión y escape se encuentran invertidas en la culata. El grupo de válvulas incluye la válvula, la guía de la válvula, el asiento de la válvula, el asiento del resorte, el resorte de la válvula, la placa de bloqueo y otras piezas; el grupo de transmisión de la válvula generalmente consta del balancín, el eje del balancín, la varilla de empuje, el taqué, el árbol de levas y el engranaje de distribución. Cuando el ciclo de trabajo del cilindro requiere que la válvula se abra para el cambio de aire, el cigüeñal impulsa el árbol de levas para que gire a través del mecanismo de transmisión (como el engranaje de distribución), de modo que el saliente de la leva en el árbol de levas empuja el balancín a través del taqué, la varilla de empuje y el tornillo de ajuste, y el otro extremo del balancín empuja la válvula hacia abajo, a la vez que comprime aún más el resorte. Cuando el vértice del saliente de la leva gira sobre el taqué, el empuje sobre este se reduce gradualmente, y la apertura de la válvula se reduce gradualmente bajo la acción de la tensión del resorte hasta que finalmente se cierra. Durante la compresión y la carrera de trabajo, la válvula se cierra herméticamente bajo la acción de la tensión del resorte.

Tipo de disposición del árbol de levas

1. Mecanismo de distribución de aire bajo árbol de levas: El árbol de levas se instala en el cárter y es accionado directamente por el cigüeñal mediante el engrane del engranaje de distribución del árbol de levas con el engranaje del cigüeñal. El grupo de transmisión de válvulas incluye todas las piezas mencionadas y su aplicación es la más extendida.
2. Mecanismo de distribución con árbol de levas intermedio: El árbol de levas se ubica en la parte superior del bloque de cilindros . Para reducir la masa del movimiento alternativo del mecanismo de transmisión de válvulas, en motores de alta velocidad, el árbol de levas se puede desplazar a la parte superior del bloque de cilindros, y el balancín es accionado directamente por el árbol de levas a través del taqué, eliminando la varilla de empuje. El cigüeñal y el árbol de levas se encuentran alejados de la línea central del mecanismo de distribución, y generalmente se añade un engranaje intermedio en el centro.
3. Mecanismo de distribución de aire montado en la parte superior del árbol de levas: El árbol de levas está ubicado en la culata . El árbol de levas acciona la válvula directamente a través del balancín, sin taqué ni varilla de empuje, lo que reduce considerablemente la masa del movimiento alternativo y minimiza la necesidad de árbol de levas y resorte de válvula, lo que lo hace ideal para motores reforzados de alta velocidad.

Método de accionamiento del árbol de levas

El árbol de levas gira impulsado por el cigüeñal, y puede accionarse mediante engranajes, cadenas o correas de distribución. Por cada ciclo de trabajo completo de un motor de cuatro tiempos, el cigüeñal gira dos veces y las válvulas de admisión y escape de cada cilindro se abren una vez; es decir, el árbol de levas solo gira una vez, por lo que la relación cigüeñal-árbol de levas es de 2:1.