Distribucion valvuar (1)

distribucion valvular

1. DISTRIBUCION VALVULAR INTEGRANTES: Vladimir Arturo Carrillo Calderón, Francisco Alejandro Cubías Cruz Emerson Eduardo Parras Bonilla Samael Rubio Torres

2. INTRODUCCIÓN Un motor de combustión funciona de acuerdo a ciclos de trabajo en los que son protagonistas ciertas piezas denominadas válvulas, éstas permiten el cierre o paso de aire, combustible y gases de escape para generar la combustión y aprovechar eficientemente su energía. Se llama distribución al conjunto de piezas que regulan la entrada y salida de fluidos en el cilindro. Este sistema debe estar en perfecto sincronismo con el cigüeñal, para que las aperturas y cierres de las válvulas se produzcan con arreglo a las sucesivas posiciones del pistón dentro del cilindro y en los momentos adecuados.   La distribución puede estar formada por los siguientes componentes: Las válvulas con sus muelles, asientos, guías y elementos de fijación. El árbol de levas y elementos de mando. Los empujadores y balancines.

3. Objetivos Objetivo general: Conocer los fundamentos de una de las principales secciones de trabajo del sistema operativo de los motores de combustión interna: la distribución valvular.   Objetivos Específicos: Identificar los componentes de una distribución valvular. Reconocer los avances y retrasos valvulares. Interpretar los diagramas de avances y retrasos valvulares. Conocer el funcionamiento y las propiedades de una distribución valvular. Reconocer la importancia del correcto establecimiento de los parámetros de la distribución valvular.

4. Componentes y Diagrama de Distribución Valvular. Válvulas. Árbol de leva. Impulsores. Balancines Varillas empujadoras. Varillas empujadoras. Distribución de mando

5. COMPONENTES DE UNA DISTRIBUCION Mando de la distribución El movimiento de rotación del árbol de levas se realiza directamente desde el cigüeñal, para la cual se emplean distintos sistemas de transmisión a base de: Ruedas dentadas. Cadena de rodillos. Correa dentada.

6. Válvulas Las válvulas son elementos que abren y cierran los conductos de admisión y escape sincronizados con el movimiento de subida y bajada de los pistones. A su vez mantiene estanca o cerrada la cámara de combustión cuando se produce la carrera de compresión y combustión del motor. Se utilizan dos válvulas por lo menos para cada cilindro (una de admisión y una de escape), aunque actualmente hay muchos motores con 3, 4 y hasta 5 válvulas por cilindro.

7. Arbol de levas El movimiento alternativo de apertura y cierre de las válvulas se realiza por medio de un mecanismo empujador que actúa sobre las válvulas y que se denomina árbol de levas. La apertura y cierre de las válvulas tiene que estar sincronizado con el ciclo de funcionamiento y la velocidad del régimen del motor. El árbol de levas recibe movimiento del cigüeñal a un numero de revoluciones que es la mitad de este.

8. Los árboles de levas se fabrican en una sola pieza de hierro fundido o de acero forjado. Debe tener gran resistencia a la torsión y al desgaste, para ello, se le da un tratamiento de templado. El desgaste del árbol de levas puede suponer una modificación del diagrama de distribución, lo que puede suponer una bajada de rendimiento del motor. Perfil de las levas La forma de las levas practicadas sobre el árbol, determinan los siguientes factores muy importantes para el buen rendimiento del motor: El momento de apertura de las válvulas. El ángulo que permanecen abiertas. El desplazamiento o alzada máxima de la válvula. La forma de hacer la apertura y cierre de la válvula.

9. La forma del perfil de la leva determina la forma en que se abre las válvulas, podemos encontrar dos tipos de perfiles: Perfil de flancos convexos: esta formado por un circulo base que se une la curva de cresta por medio de dos circuitos tangentes, cuyo radio de curvatura está en función de la altura (b) y del ángulo total de apertura de la válvula, indicado en el diagrama de distribución. Perfil de leva tangencial: los flancos o rampas de ataque al vástago de válvula, están formados por dos rectas tangentes al circulo base y a la curva de la cresta. Permite que la válvula este totalmente abierta mas tiempo y mejore el intercambio de gases

10. La mayor parte de los árboles de levas están diseñados para dividir el cruce de válvulas, es decir, mantener la misma apertura de las válvulas de admisión y de escape en el P.M.S. Si la válvula de admisión está mas abierta en el P.M.S. que la de escape, se dice que el árbol de levas esta "adelantado", mientras que si esta ultima es la que esta mas abierta que la primera, el árbol de levas esta "retrasado". 

11. DISTRIBUCIÓN VALVULAR. Un diagrama de distribución valvular es una representación de las posiciones del cigüeñal cuando las diversas con respecto a las aperturas y cierres de las válvulas que son accionadas por el árbol de levas.

12. DISTRIBUCIÓN VALVULAR. VIDEO 1

13. TIPOS DE DISTRIBUCIÓN El sistema de válvulas laterales (SV) : la válvula está alojada en el bloque. El mando de esta válvula se efectúa con el árbol de levas situado en el bloque motor. Las válvulas no están colocadas en la culata sino en el bloque motor, lo que provoca que la cámara de compresión tenga que ser mayor y el tamaño de las cabezas de las válvulas se vea limitada por el poco espacio que se dispone.

14. TIPOS DE DISTRIBUCIÓN El sistema OHV:  tiene el árbol de levas en el bloque motor y las válvulas dispuestas en la culata. La ventaja de este sistema es que la transmisión de movimiento del cigüeñal al árbol de levas se hace directamente por medio de dos piñones o por medio de una cadena de corta longitud. La desventaja viene dada por el elevado número de elementos que componen este sistema para compensar la distancia que hay entre el árbol de levas y las válvulas.

15. TIPOS DE DISTRIBUCIÓN El sistema OHC : se distingue por tener el árbol de levas y las valvulas en la culata. Es el sistema más utilizado actualmente en todos los automóviles. La ventaja de este sistema es que se reduce el número de elementos entre el árbol de levas y la válvula por lo que la apertura y cierre de las válvulas es más precisa. La desventaja de complicar la transmisión de movimiento del cigüeñal al árbol de levas, ya que, se necesitan correas o cadenas de distribución de mayor longitud, teniendo más desgaste.

16. TIPOS DE DISTRIBUCIÓN SOHC (Single Over Head Cam ) : está compuesto por un solo árbol de levas que acciona las válvulas de admisión y escape.

17. TIPOS DE DISTRIBUCIÓN DOHC ( Double Over Head Cam ) : está compuesto por dos árboles de levas, uno acciona la válvulas de admisión y el otro las de escape.

18. Desde una perspectiva ideal y como comúnmente se explican las aperturas y cierre de las válvulas en cada una de las carreras del pistón , conociendo que por cada ciclo de trabajo se requieren 720° de giro del cigüeñal es decir que por carrera el árbol de levas debe girar 90° en cada una de las carreras , tomando en cuenta la relación de transmisión de 2:1 entre cigüeñal y árbol de levas.

19. Avance a la apertura de admisión AAA: Grados de giro del cigüeñal a los cuales la válvula de admisión inicia su apertura antes de finalizar la carrera de escape es decir abre antes de que el pistón llegue al punto muerto superior (PMS).

20. Retardo al Cierre de admisión RCA: Grados de giro del cigüeñal a los cuales la válvula de admisión finaliza su cierre después de haber llegado al punto muerto inferior (PMI).

21. Avance en la apertura de escape AAE Grados de giro del cigüeñal a los cuales la válvula de escape inicia su apertura antes de que el pistón llegue al PMI en la carrera de combustión.

22. Retardo al cierre de escape RCE: Grados de giro del cigüeñal en el cual la válvula de escape finaliza su cierre después de que el pistón ha pasado por el PMS.

23. Estos adelantos o retardos de apertura y cierre de válvulas proporcionan mejor desempeño al motor . Los grados de adelanto de giro de cigüeñal son diferentes entre cada diseñador de motor. Esta es una relación fija al estar accionada por la relación 2:1 del cigüeñal con el árbol de levas.

24. Diagrama Valvular característico .

25. Motores de RENAULT :

26. Limitantes En alto régimen reducen el tiempo para la admisión y el escape. Un motor de alto rendimiento opera a un mayor régimen que un motor “normal”. Requiere más aire y combustible para generar mayor potencia, es decir más apertura y/o tiempo de apertura para permitir una mayor cantidad de admisión de aire.

27. En la actualidad ya existen algunos mecanismos que hacen que esta distribución valvular sea variable, estos son llamados de acuerdo al diseño del fabricante, los más conocidos son los siguientes.

28. DISTRIBUCIÓN VALVULAR VARIABLE. La distribución variable es una tecnología que se utiliza en muchos motores de modelos finales para mejorar la economía de combustible, la suavidad en vacío, las emisiones y el rendimiento. El sincronismo variable de las válvulas permite que el tiempo de la válvula cambie con las RPM del motor, a diferencia de las unidades de leva fija estándar que nunca cambian. La sincronización de válvulas determina cuándo las válvulas de admisión y de escape se abren, cuánto permanecen abiertas y cuándo se cierran. A su vez, esto afecta el flujo de admisión y de escape, el vacío del colector de admisión, la compresión de arrastre, la eficiencia volumétrica, la respuesta del acelerador y la cantidad de potencia y par motor que se desarrolla en cualquier RPM dado. Los ajustes de temporización de la válvula que producen el mejor vacío, vacío de admisión y par de RPM bajo, no son los mismos ajustes que producen la mejor potencia de rango medio o alta velocidad. El avance de la sincronización de la válvula mejora la calidad, mientras que retarda la sincronización de la válvula mejora la potencia de alta potencia. Idealmente, el momento de la válvula debe cambiar con la velocidad del motor y la carga como el tiempo de encendido. Pero con una unidad de leva estándar (correa, cadena o engranajes), eso no es posible. Por lo tanto, el momento de la válvula se ajusta generalmente para favorecer la conducción cotidiana (par motor de baja a mediana distancia).

29. La sincronización variable de las válvulas proporciona una forma de superar las limitaciones del tiempo fijo, permitiendo cambiar el tiempo de la válvula en respuesta a la velocidad y carga del motor. Esto proporciona una banda de potencia mucho más amplia y un mejor rendimiento general. La sincronización de la válvula se puede avanzar a bajas revoluciones para mejorar la respuesta del acelerador y el par de baja velocidad, y retardar a altas velocidades del motor para aumentar la potencia máxima.   Funcionamiento.   Hay una variedad de diferentes sistemas, pero el tipo más común utiliza un actuador de árbol de levas montado en el engranaje de excitación de la leva, y un solenoide de la válvula de control de flujo de aceite que dirige la presión de aceite al árbol de leva. La mayoría de las primeras generaciones de distribuciones variables utilizan un mecanismo de engranaje helicoidal con resorte para cambiar la posición relativa de la leva. Cuando se energiza la válvula de control de flujo de aceite, la presión de aceite se dirige hacia un pistón dentro del “ phaser ”. El pistón mueve el engranaje helicoidal que gira ligeramente la leva para cambiar la sincronización de la válvula. Cuando se cierra la válvula de control de flujo de aceite, la presión de aceite dentro del “ phaser ” se alivia y la tensión del resorte devuelve la leva a su posición de temporización de base original.

30. La presión del aceite se dirige hacia las cavidades en uno o ambos lados de las paletas del rotor o lóbulos para empujar el rotor de una manera u otra. Rotar el rotor dentro del phaser de leva avanza o retrasa el árbol de levas y el momento de la válvula.   En aplicaciones donde el phaser sólo avanza o retrasa el sincronismo de las válvulas, hay un pasador interno que se desliza dentro de un orificio para bloquear el phaser en posición cuando no se aplica presión de aceite. Cuando se aplica presión de aceite, empuja el pasador de posicionamiento fuera de su posición bloqueada permitiendo que el phaser gire. Los phasers del estilo de la paleta reaccionan más rápidamente que los phasers de engranaje helicoidales y cambian típicamente la leva/válvula que cronometra hasta 20 a 30 grados en cualquier dirección. La válvula de control de flujo de aceite también está controlada por ciclo de trabajo (modulación de ancho de pulso), permitiendo que se realicen ajustes incrementales continuos o continuos a la temporización de la válvula en lugar del avance total o retardado total. Esto significa que el momento de la válvula ya no es un compromiso, pero puede cambiarse para que coincida con la velocidad y la carga del motor. Algunos de los últimos sistemas eliminan completamente el sistema hidráulico. Utilizan un motor eléctrico dentro del phaser para adelantar o retardar el tiempo de la válvula. Los phasers electrónicos pueden responder muy rápidamente a las condiciones de operación cambiantes y no dependen de la presión del aceite.

31. CALIBRACIÓN DE VÁLVULAS. Calibración de válvulas. Para compensar los cambios de temperatura en el funcionamiento del motor tienen que existir unas holguras en el sistema de accionamiento de las válvulas. El correcto reglaje de esta holgura (h) es lo que se conoce como  reglaje de taqués.  Esta operación es de suma importancia para el buen funcionamiento del motor.

32. Efectos producidos por un juego de válvulas incorrecto. Holgura insuficiente: Si la holgura no es suficiente, el tiempo que permanece la válvula abierta es mayor que lo necesario, esto es debido a que se adelanta la apertura y el cierre se efectúa con retardo. Holgura excesiva: Si la holgura es excesiva, el tiempo que permanecen la válvulas abiertas en menor y la alzada también es menor, lo que provoca una disminución del cruce de válvulas por lo que la respiración del motor empeora, disminuyendo el rendimiento volumétrico y por lo tanto el rendimiento del motor.

33. Para hacer el reglaje de taqués en el cilindro nº Está en "cruce de válvulas" el cilindro nº 1 4 3 2 4 1 2 3

34. CONCLUSIONES. La distribución valvular ayuda a mejorar el rendimiento del motor. Adelantando o retrasando la apertura o cierre de las válvulas. El ángulo de giro de desfase es exclusivo de cada motor. Es decir varía respecto a cada modelo de motor. Un motor cuenta con un sistema de distribución el cual consta de eje de levas, válvulas, balancines, tren de balancines, polea o engrane de mando. Este conjunto es responsable en el cilindro se llene con mezcla aire combustible en un motor gasolina o solo aire en un motor diésel, así como también la evacuación de estos gases. En los motores modernos, el diagrama valvular puede ser afecta por sistemas variables de válvulas, donde la apertura o el desplazamiento angular de los árboles de leva puede contribuir a un mejor desempeño de los motores.