La relación entre árboles de levas y cigüeñales afecta a todas las áreas del rendimiento del motor. Aunque la función de un árbol de levas es muy diferente de la función de un cigüeñal, solo puede funcionar moviéndose juntos y manteniendo la sincronización.
Es bueno entender cómo funcionan juntos estos dos componentes importantes del motor, cuáles son los signos de que ya no funcionan y qué opciones hay disponibles para levas y cigüeñales si necesita un reemplazo o busca una mejora.
Su bloque de motor
Dependiendo de su vehículo, puede tener una válvula superior o un motor de leva superior; independientemente, la relación entre el árbol de levas y el cigüeñal y qué aspectos del motor cada control terminarán siendo aproximadamente los mismos. Solo las ubicaciones del árbol de levas cambiarán.
En un motor de válvula superior, una sola leva se encuentra entre los cilindros del motor y desde allí opera las válvulas de admisión y escape a través de un conjunto de varillas de empuje, por lo que este estilo de motor también se llama motor de varilla de empuje.
En un motor de levas superiores o de estilo modular, se colocarán varios árboles de levas en la parte superior de las culatas de los cilindros. Al igual que en un motor de válvula superior, las válvulas se operan a través de la rotación de los árboles de levas. Dependiendo de la configuración del motor, puede ser una sola leva por banco de cilindros o varias levas.
Un motor de Leva superior dual
Cigüeñal
Debajo de todos los cilindros, en la base del motor, un cigüeñal es lo que mueve los pistones de un motor. Las bielas atan los pistones al cigüeñal, y a medida que el cigüeñal gira, los pistones se mueven hacia arriba y hacia abajo.
Cuando los pistones se mueven hacia arriba, comprimen la mezcla de aire y combustible en el cilindro, creando un movimiento alternativo que impulsa los pistones hacia abajo, tirando de más aire y combustible. El resultado final es un ciclo de cuatro tiempos, la base fundamental de la mayoría de los motores de combustión interna. Pero para que esto funcione de la manera que necesita, las válvulas deben funcionar en el momento perfecto para admitir oxígeno adicional y también para expulsar los gases de escape según sea necesario.
Árboles de levas
Los árboles de levas se ven como una varilla de metal cubierta por lóbulos de varios tamaños. A medida que estos lóbulos giran, operan las válvulas de admisión y escape, ya sea a través de grifos o brazos basculantes en un motor OHC o a través de empujadores en un motor OHV.
No es raro que los motores tengan hasta cuatro árboles de levas. Esto se debe a que, a medida que los motores han mejorado, una de las formas que los fabricantes de automóviles han descubierto para aumentar su ahorro de combustible y rendimiento es permitir que las levas varíen su tiempo según sea necesario, lo que requiere múltiples árboles de levas. Al utilizar una línea de cuatro levas en un motor de cilindro en forma de V, puede haber una sola leva para la admisión y el escape en ambos bancos de cilindros. Esto se conoce como sincronización variable de levas, y aunque cada marca tiene su propio nombre y hay ligeras variaciones, se reduce a permitir que las levas varíen la velocidad de sus válvulas de admisión y escape.
La elevación es un atributo importante de un árbol de levas, pero puede ser engañoso. La elevación es buena, ya que una mayor elevación permite que un motor tome y expulse aire con mayor libertad, y mejorar el flujo de aire es una de las formas más fáciles de mejorar el rendimiento general de un motor.
Sin embargo, cuando un árbol de levas tiene una elevación excesiva, puede crear un problema llamado flotación de válvula. El flotador de la válvula puede provocar que el motor se desplome. Lo ideal es que desee una elevación suficiente para que la válvula pueda permitir un flujo de aire abundante, pero para que también siga de cerca el árbol de levas.
Árboles de levas y cigüeñales de conexión
Para que las válvulas de admisión y escape se alineen con precisión con los ciclos de subida y bajada del pistón, el árbol de levas y el cigüeñal deben funcionar junto con una sincronización precisa. Para hacer eso, una correa dentada, cadena de distribución u otro dispositivo de sincronización conecta los dos ejes.
En los motores de válvulas superiores, también es posible que un engranaje directo conecte el árbol de levas y el cigüeñal. Este es uno de los métodos de conexión más resistentes, pero debido a lo cerca que deben estar la leva y el cigüeñal para que sea efectivo, no es común. Esto es cierto incluso para los motores de palanca, que normalmente todavía utilizan una cadena de sincronización (aunque una mucho más corta de lo que es necesaria con un motor de diseño de levas superiores).
Las correas dentadas son típicamente una longitud dentada de compuesto de caucho. Esta es una de las opciones más rentables, aunque no es la más duradera. Sin embargo, otro beneficio de las correas dentadas de goma es que tienden a ser la opción más ligera de todas.
Las cadenas de distribución son cadenas de rodillos, como las que puedes encontrar en una bicicleta. Al igual que una cadena de bicicleta, es importante que las cadenas de distribución mantengan la lubricación, de lo contrario, pueden causar daños y funcionarán mucho más duramente de lo que deberían. Con el tiempo, las cadenas de sincronización se estirarán y desgastarán, al igual que la cadena de tu bicicleta.
Independientemente del tipo de dispositivo de sincronización que tenga, eventualmente necesitará un reemplazo.
Árbol de levas y Cigüeñal
Señales Necesita un nuevo dispositivo de sincronización
Ya sea que su motor funcione con una correa, una cadena o incluso un engranaje directo, es importante reconocer las señales de que algo puede no funcionar correctamente. Si su automóvil desarrolla un ralentí en bruto, se dispara con frecuencia o parece estar trabajando increíblemente duro para muy poco movimiento, es posible que su mecanismo de sincronización ya no funcione según lo previsto y la sincronización de su leva y cigüeñales ya no coincidan según lo previsto. Si ignoras esto, eventualmente tu auto no arrancará en absoluto.
La mayoría de los fabricantes recomiendan reemplazar su correa dentada o cadena cada 30,000 a 50,000 millas, pero cosas como el exceso de suciedad o grasa pueden causar fallas prematuras de la correa, por lo que es importante estar alerta y prestar atención al rendimiento de su motor.
Reemplazos y mejoras del árbol de levas
Los lóbulos de un árbol de levas pueden tener una variedad de formas, desde redondas a elípticas, en forma de corazón o en forma de caracol. Los lóbulos de leva elípticos se mueven en forma de huevo, creando una elevación más alta.Cuando lee las especificaciones de un árbol de levas del mercado de accesorios, normalmente encontrará información sobre la cantidad de elevación adicional que debe ver sobre el árbol de levas común. Aunque esta distancia no suele ser mucho (generalmente medida en milímetros) en términos de aumento porcentual, proporciona ganancias sustantivas.
Debido a que los árboles de levas afectan la aspiración de su motor, también afectarán el sonido del motor, además del rendimiento.
Hay varias otras consideraciones importantes cuando se piensa en obtener un árbol de levas del mercado de accesorios. Debido a las regulaciones de emisiones, no todos los árboles de levas son legales en 50 estados. Lo más importante es asegurarse de que cualquier reemplazo de árbol de levas que compre coincida con la construcción general de su motor y la dirección en la que planea incorporar su construcción. Es bastante común que las personas le den demasiada importancia a un árbol de levas mientras no actualizan otros componentes del motor.
Tener una pieza de motor de alto rendimiento sin otras piezas que sean capaces de manejar la salida adicional es más como lastimar que ayudar a su experiencia al conducir su vehículo. Dicho esto, actualizar las levas es un gran aumento de rendimiento para aquellos que buscan ganancias reales, incluso si no son tan fáciles de mostrar como un nuevo alerón, ala o divisor.
Ya sea que necesite una correa de distribución, una cadena de distribución nuevas o que busque mejorar su rendimiento general con un árbol de levas de recambio, puede encontrar lo que necesita en CJ’s.
Crédito de la imagen: Midwestern Engine and Machine, Quora, Explain That Stuff, Tomorrow’s Tech