Autor Tema: Configuración del Eje de Levas.  (Leído 10090 veces)

Desconectado rIsT85

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Configuración del Eje de Levas.
« en: Septiembre 29, 2010, 11:20:08 am »
Configuracion de Eje de Levas :

OHV (Over Head Valve)

El OHV es un sistema de accionamiento de la distribución, para motores de 4 tiempos (4T) tanto Otto como Diesel en el que las válvulas están en la culata pero el árbol de levas en el bloque. Es conocido también como pushrod. Podríamos traducirlo como “válvula sobre el pistón”, aunque es frecuente encontrarse con la errónea traducción “válvulas sobre la culata”. Este término hace referencia a una arquitectura de la distribución en la que el árbol o los árboles de levas se sitúan en uno de los laterales del bloque del motor. Desde allí desplazan unas varillas que actúan sobre unos empujadores, y estos son finalmente los que mueven las válvulas. Aunque se considera un sistema obsoleto en los automóviles actuales, sigue teniendo fuertes partidarios por su supuesta mayor robustez y facilidad de reparación, y ha encontrado un hueco para sobrevivir en algunos emblemáticos productos norteamericanos, como el Chevrolet Corvette o el Dodge Viper. Este último incluso se permite disponer de un complejo sistema de distribución variable accionado por varillas.



VENTAJAS

- Sistema de fabricación muy sencilla y por lo tanto económico.

- Supuso un gran avance en su día respecto a los sistemas de válvulas laterales SV ya que permitió reducir la  cámara, elevando la compresión y por tanto el rendimiento termodinámico.

DESVENTAJAS

- Gran número de piezas en movimiento, con sus inercias, lo cual evita alcanzar regímenes elevados.

- La forma de la cámara "en cuña" obliga a situar la bujía en un lateral, favoreciendo la aparición de la detonación con alta carga motor.

- Se puede montar cámara hemisférica, pero complica el accionamiento de las varillas y los balancines.

- Sistema obligado para los Diesel 4T por el volumen de cámara máximo. Posteriormente éstos han sido casi todos SOHC o incluso DOHC

De los sistemas OHV pasamos a los OHC (Over Head Camshaft) de los cuales existen 2 tipos SOHC y DOHC.

SOHC (Single Over Head Camshaft)

Significa “árbol de levas sobre el pistón”, aunque solemos referirnos a él más comúnmente como “árbol de levas en culata”. En este caso, el eje de levas se sitúa sobre las válvulas y contacta con ellas con la intermediación de un taqué hidráulico, o bien el árbol se sitúa igualmente en la culata pero ligeramente ladeado y empuja un balancín que es el que finalmente mueve las válvulas, en el SOHC con el mismo árbol de levas se maneja ambos tipos de válvulas admision y escape.



VENTAJAS

- Menores costes constructivos que los DOHC.

- Se pueden eliminar los balancines , accionando las válvulas directamente a través de taqués de disco o hidráulicos.

- Mejor torque a bajas R.P.M.

DESVENTAJAS

- Aunque se puede construir con la cámara hemisférica, ello implica el uso de balancines con lo que el mayor número de piezas en movimiento dificulta los altos regímenes.

- Dificultad para situar la bujía en el centro de la cámara (cámara hemisférica).

- Mayor coste constructivo que los OHV, es decir con árboles de levas en el bloque.

DOHC (Double Over Head Camshaft)

Se traduce al español como 'doble árbol de levas en cabeza', también llamado por algunas marcas de coches como Twin Cam. Aqui se utiliza un árbol de levas para las válvulas de admisión y otro para las de escape; a diferencia de los motores SOHC, en donde el mismo árbol de levas maneja ambos tipos de válvulas. Esta configuración permite que el motor “respire” mejor a altas revoluciones, ya que aumenta el caudal del flujo de los gases de admisión y escape, lo que redunda en una mayor eficiencia termodinámica.



VENTAJAS

- Permiten en los motores Otto (gasolina) situar a la bujía en el centro de la cámara, con lo que la distancia a todos los puntos de la misma es igual, evitando el fenómeno de detonación  o "picado" cuando éste se presenta con alta carga de motor (pocas rpm y mariposa muy abierta, por ejemplo al principio de aceleración o subiendo una cuesta)

- Facilita un elevado régimen motor, ya que elimina el arrastre de los balancines, cuya inercia mecánica dificulta el alcanzarlo.(hasta 14000 rpm en motores de serie de motos)

- Facilita la adopción de la cámara "hemisférica" (es decir las válvulas inclinadas hacia el pistón) lo cual favorece la turbulencia de la mezcla una vez comprimida, así como la entrada y la salida de los gases en la disposición de flujo cruzado (admisión y escape por diferente lado de la culata) por hacer éstos menos giro al entrar en la cámara.

- Facilita por espacio para las levas, la adopción de 2 válvulas de escape y 2 de admisión, permitiendo mayor área de paso de válvula que con una sola, de más diámetro, y más pesada (inercia)

DESVENTAJAS

- Mayor coste constructivo de la culata y mecanismo de distribución, se puede paliar en parte por el uso de correa en lugar de cadena.

- Mayor dificultad para el reglaje de la holgura de válvulas.

- Bajo torque en bajas R.P.M.

Los motores SOHC por las razones expuestas no tienen tanto rendimiento , es decir generan un menor par motor y por tanto una menor potencia que los DOHC que permite un mejor llenado e intercambio de gases, aún cuando el resto del motor sea idéntico.

Estos sistemas pueden ser accionados por correas o cadenas, dependiendo de la distribucion del vehiculo, como que tambien las valvulas pueden ser accionas por taques o balancines.

Hoy en dia existen sistemas de valvulas variables, llamase vvt-i, vitec, mivec, etc. Estos sirven para mejorar la combustion, reducir emisiones y maximo par motor tanto en bajas o altas revoluciones. Esto se logra mediantes sistemas, que segun las revoluciones del motor, modifica el angulo del eje de levas obteniendo como resultado que la apertura de las valvulas de admision y escape puedan variar.

Mantenciones :

Es importante que las mantenciones se mantengan al dia, ya que es uno de los principales sistemas que se pueden ver afectados por la falta de estas. El sistema de distribucion es muy importante para su funcionamento si la correa de distribucion no se encuentra en buen estado y llegase a cortarse se corre el riesgo de que si el motor es interferente, los pistones pillen las valvulas al quedar abiertas por consecuencia de haber perdido la sincronizacion del conjunto, teniendo que desenbolsar un importante gasto en reparacion y sustitucion de piezas que se hayan dañado. La lubricacion tambien juega un rol importante aca ya que al ser piezas de contacto de metal contra metal un mal aceita creara un deterioro prematuro de las piezas, reduciendo el desempeño del motor. Hay sistemas de valvulas que usan taques, estos mediante un sistema hidraulico, se accionan con el mismo aceite de motor. Cuando estos fallan se pueden limpiar para volver a utilizarlo y en el peor de los casos se reemplazan, tambien existe sistemas que usan balancines estos se tiene que ajustar segun la especificacion que da el fabricante, un mal ajuste de valvulas puede provocar un mal funcionamento del motor hasta dañar el sistema de valvulas.

Fuentes : Wikipedia, http://www.samarins.com/glossary/dohc.html, otra pagina que olvide y conocimientos propios.
« Última modificación: Marzo 30, 2012, 16:33:23 pm por rIsT85 »

Desconectado Foxbuster

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Re:Configuración de Valvulas.
« Respuesta #1 en: Septiembre 29, 2010, 12:38:55 pm »
Buen aporte técnico.

Un alcance sobre la parte de válvulas variables, en que se menciona el sistema de variación de ángulo del eje de levas:

En realidad, hay actualmente una diversidad de sistemas de gestión electrónica de válvulas con diferentes características y cada fabricante le da un nombre distinto. Algunos usan solo la variación del ángulo del eje de levas (los mas simples) pero hay otros mas complejos que alteran además del ángulo, la apertura máxima.

En lo siguiente explico los tipos básicos principales y se mencionan, solo como ejemplo, algunas nombres y marcas que los usan. También existen mecanismos que combinan mas de una característica de los básicos.  

1. VARIACION DE ANGULO (O FASE) DEL EJE DE LEVAS. Ej. VVTi de Toyota y VTC de Nissan.
 
Controla el instante de apertura y cierre de las válvulas. Este sistema, el mas común y sencillo, normalmente es aplicado a las de admisión aunque también hay algunos que actúan sobre todas las válvulas (Dual VVTi p. ej). El computador del motor utiliza diferentes datos como RPM, flujo de aire, etc, para determinar el mejor instante de apertura de válvulas. Cuando el computador lo determina, de acuerdo a su programa, envía una señal a una válvula que permite el paso de presión de aceite a un mecanismo hidráulico ubicado en la corona impulsada del eje de levas. Esto produce un ángulo de giro entre la corona del eje de levas y el eje mismo, con lo que se altera el instante de apertura y cierre de válvulas.

Mediante este sistema se logra una "segunda curva de torque" cuyo máximo está a unas RPM distintas que la correspondiente sin la actuación de este mecanismo. La superposición de ambas, permite obtener una curva de torque mas plana, con buen torque a bajas velocidades manteniendo una alta potencia máxima a altas RPM.

2. VARIACION DE APERTURA Y FASE. Ej. VTEC de Honda, VVTi-L de Toyota y AVLS de Subaru

En estos sistemas la acción es mas marcada que los VVTi tradicionales debido a que poseen para cada cilindro una segunda leva en el eje. Estas levas tienen características (ángulo y levante) apropiadas para que el motor tenga una mayor potencia a altas velocidades y están desconectadas de las válvulas cuando el motor funciona a bajas velocidades. La activación de este mecanismo, al igual que los anteriores, es realizada cuando el computador lo considera necesario de acuerdo a las señales de los sensores. En este instante, envía una señal a una válvula para que permita el paso de presión de aceite a un mecanismo que enlaza las válvulas a esta segunda leva de "alta potencia".

El resultado es al igual que en el caso del VTC una segunda curva de torque para condiciones de exigencia alta del motor. No obstante, como en este caso no solo se altera el instante de apertura, sino también el levante y la duración de la apertura, el efecto es más marcado, permitiendo obtener unas potencias máximas muy elevadas a motores relativamente pequeños, sin sacrificar su desempeño en baja.

3. CONTROL CONTINUO DE APERTURA. Ej. Valvetronic de BMW y Valvematic de Toyota.

Estos sistemas poseen una complejidad mayor. En estos, existen mecanismos que permiten una variación continua de la apertura de válvulas entre cero y el máximo. De esta forma el computador "ordena" una determinada apertura para cada condición, optimizando la operación. En estos casos, prácticamente se hace innecesaria la mariposa de admisión ya que la entrada de aire puede ser controlada simplemente por el computador, el que controla absolutamente la apertura de las válvulas de admisión.

4. SISTEMAS SIN EJE DE LEVAS

Solo como ilustración, cabe mencionar que hace unos años se han venido desarrollando motores a pistones que no llevan eje de levas y usan medios electromagnéticos para levantar las válvulas. En este caso, el control de las válvulas por parte del computador es absoluto tanto en levante, como fase y duración de este y permitiría una optimización máxima. No obstante, sistemas como estos aún no están libres de problemas (posiblemente el costo es uno de ellos) y entiendo que a la fecha no existen vehículos de calle de producción masiva que los incorporen (se han usado en vehículos mas bien experimentales), aunque no sería raro que esto suceda en un tiempo mas.
« Última modificación: Septiembre 29, 2010, 12:59:31 pm por Foxbuster »
Foxbuster

Desconectado Marcelo S.

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Re:Configuración de Valvulas.
« Respuesta #2 en: Septiembre 29, 2010, 13:31:59 pm »
Un claro ejemplo de DOHC es el Fiat 125 Special del año ¡¡¡¡  1972  !!!!... aunque el sistema DOHC en los Fiat viene del 125 año 1970.
Otro Dohc viejo es el Nissan V16 twin cam del año 1992 (mi auto), es multivalvular, DOHC y con cadena.

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