Explicación del Árbol de Levas del Motor

¿Qué es un árbol de levas?

Para que un motor de combustión interna (IC) funcione, todos sus componentes deben operar en intervalos muy precisos en relación con el movimiento del pistón. Para lograr esto, se utiliza un componente llamado árbol de levas. La imagen a continuación muestra un árbol de levas y el engranaje de transmisión del árbol de levas.

Nota: Los árboles de levas generalmente se instalan solo en motores de cuatro tiempos y en motores de dos tiempos muy grandes.

Árbol de Levas del Motor

Un árbol de levas es una barra larga con lóbulos excéntricos en forma de huevo (lóbulos del árbol de levas), un lóbulo para cada válvula e inyector de combustible (si el motor no tiene un sistema de inyección de combustible common rail). Cada lóbulo tiene un seguidor. A medida que el árbol de levas gira, el seguidor se mueve hacia arriba y hacia abajo siguiendo el perfil del lóbulo del árbol de levas. Los seguidores están conectados a las válvulas del motor y a los inyectores de combustible a través de varios tipos de enlaces llamados varillas de empuje y balancines. Las varillas de empuje y los balancines transfieren el movimiento alternativo generado por los lóbulos del árbol de levas a las válvulas e inyectores, abriéndolos y cerrándolos según sea necesario. Después de que las válvulas han sido forzadas a abrirse por los balancines, las válvulas se cierran nuevamente por resortes.

Tren de Válvulas del Motor (Varillas de Empuje, Válvulas, Resortes de Válvula, Árbol de Levas)

Tren de Válvulas

Cuando el árbol de levas abre la válvula, comprime el resorte de la válvula. La energía almacenada en el resorte de la válvula se utiliza para cerrar la válvula cuando el lóbulo del árbol de levas gira fuera del seguidor. Debido a que un motor experimenta cambios significativos en la temperatura (por ejemplo, desde la temperatura ambiente hasta una temperatura normal de funcionamiento de aproximadamente 190°F), sus componentes deben estar diseñados para permitir la expansión térmica. Por lo tanto, las válvulas, las varillas de empuje de las válvulas y los balancines deben tener algún método para permitir la expansión térmica. Esto se logra mediante el uso de holgura de válvula. La holgura de válvula es el término dado al "juego" o "holgura" en el tren de válvulas antes de que el árbol de levas realmente comience a abrir la válvula.

Engranajes Locos y de Distribución

El árbol de levas es accionado por el cigüeñal del motor a través de una serie de engranajes llamados engranajes locos y engranajes de distribución. Los engranajes permiten que la rotación del árbol de levas corresponda con la rotación del cigüeñal. Los engranajes permiten así que la apertura de válvulas, el cierre de válvulas y la inyección de combustible se realicen en intervalos precisos durante el recorrido del pistón. Para aumentar la flexibilidad en el tiempo de apertura de las válvulas, cierre de válvulas e inyección de combustible, y para aumentar la potencia o reducir costos, un motor puede tener uno o más árboles de levas. Típicamente, en un motor tipo V mediano a grande, cada banco tendrá uno o más árboles de levas por cabeza. En los motores más grandes, las válvulas de admisión, las válvulas de escape y los inyectores de combustible pueden compartir un árbol de levas común o tener árboles de levas independientes.

Número y Ubicación de los Árboles de Levas

Dependiendo del tipo y modelo del motor, la ubicación del árbol de levas o árboles varía. El(los) árbol(es) de levas de un motor en línea generalmente se encuentra(n) ya sea en la cabeza del motor o en la parte superior del bloque corriendo por un lado del banco de cilindros. En motores tipo V pequeños o medianos, el árbol de levas generalmente se encuentra en el bloque en el centro de la "V" entre los dos bancos de cilindros. En motores tipo V más grandes o con múltiples árboles de levas, los árboles de levas generalmente se encuentran en las cabezas.

Árbol de Levas Único (Leva) para Motor Tipo V

Recursos Adicionales

https://en.wikipedia.org/wiki/Camshaft

https://auto.howstuffworks.com/camshaft.htm

https://energyeducation.ca/encyclopedia/Camshaft