En el ámbito de la ingeniería automotriz, el árbol de levas se erige como un componente crítico, especialmente cuando se trata de motores de Turck. Como proveedor líder de árboles de levas para Turck, he sido testigo de primera mano del profundo impacto que estos componentes tienen en el tiempo de la válvula. En este blog, profundizaré en la intrincada relación entre el árbol de levas y el tiempo de la válvula en los motores Turck, explorando cómo el diseño y el funcionamiento del árbol de levas pueden dar forma al rendimiento del motor.
Los conceptos básicos del tiempo de la válvula
Antes de explorar el papel del árbol de levas, es esencial comprender qué es el tiempo de válvula. La sincronización de la válvula se refiere a la sincronización precisa de la apertura y el cierre de las válvulas de admisión y escape del motor en relación con la posición del pistón. Esta sincronización es crucial porque afecta directamente la capacidad del motor para admitir aire fresco: la mezcla de combustible y expulsar los gases de escape de manera eficiente.
El tiempo adecuado de la válvula asegura que el motor pueda respirar de manera efectiva. Si las válvulas de admisión se abren demasiado temprano o se cierran demasiado tarde, la mezcla de aire fresco y combustible puede no estar completamente contenida en la cámara de combustión, lo que lleva a una pérdida de energía. Del mismo modo, si las válvulas de escape se abren o cierran en el momento incorrecto, los gases de escape pueden no ser completamente expulsados, lo que también puede reducir la eficiencia del motor y la potencia de salida.
La función del árbol de levas
El árbol de levas es el corazón de la válvula - Sistema de sincronización. Es un eje con una serie de lóbulos o cámaras que tienen una forma y posicionada con precisión. A medida que el árbol de levas gira, estos lóbulos empujan contra los levantadores de la válvula, que a su vez abren la admisión y las válvulas de escape. La forma, el tamaño y la posición de estos lóbulos determinan cuándo se abren las válvulas, qué tan lejos se abren (levantan) y cuánto tiempo permanecen abiertos (duración).
En un motor Turck, el árbol de levas es conducido por el cigüeñal a través de una correa de distribución, cadena o engranajes. La rotación del árbol de levas se sincroniza con el movimiento de los pistones, asegurando que las válvulas se abran y cierren en los momentos apropiados durante los cuatro ciclo de trazo del motor: ingesta, compresión, potencia y escape.
Cómo el diseño del árbol de levas afecta el tiempo de la válvula
El diseño del árbol de levas tiene un impacto directo y significativo en el tiempo de la válvula. Exploremos algunos de los aspectos clave de diseño y sus efectos:
Forma de lóbulo de la cámara
La forma del lóbulo de la leva es quizás el factor más crítico. Un lóbulo de cámara bien diseñado puede optimizar el proceso de apertura y cierre de la válvula. Por ejemplo, un lóbulo con una rampa empinada abrirá la válvula rápidamente, lo que permite una ingesta rápida de la mezcla de aire -combustible durante la carrera de admisión. Esto puede aumentar la eficiencia volumétrica del motor, que es la relación de la cantidad real de la mezcla de aire -combustible que se dibuja en el cilindro a la cantidad máxima teórica.
Por otro lado, un lóbulo con una rampa de cierre gradual puede garantizar un cierre suave y controlado de la válvula, evitando el rebote de la válvula. El rebote de la válvula ocurre cuando la válvula se cierra demasiado rápido y luego se abren, lo que puede interrumpir el flujo normal de gases y reducir el rendimiento del motor.
Elevador del lóbulo de la cámara
El elevador del lóbulo de la leva determina qué tan lejos se abre la válvula. Un elevador más alto permite que más mezcla de aire y combustible ingrese al cilindro durante la carrera de admisión y más gases de escape para salir durante la carrera de escape. En un motor Turck, aumentar el elevador del lóbulo de la leva puede aumentar potencialmente la potencia de salida, especialmente a velocidades del motor más altas. Sin embargo, hay limitaciones. Si el elevador es demasiado alto, puede causar interferencia de válvula a pistón, lo que puede provocar daños graves en el motor.
Duración del lóbulo de la cámara
La duración del lóbulo de la leva se refiere al tiempo que la válvula permanece abierta. Una duración más larga significa que la válvula está abierta para más del ciclo del motor. Para aplicaciones de alto rendimiento, una duración más larga puede ser beneficiosa, ya que permite más tiempo para que la mezcla de combustible de aire ingrese y los gases de escape salgan. Sin embargo, a velocidades bajas del motor, un árbol de levas de duración larga puede causar una calidad de ralentí deficiente y un torque de extremo bajo reducido porque las válvulas pueden permanecer abiertas demasiado tiempo, permitiendo que la mezcla de combustible de aire se filtre durante la carrera de compresión.
Impacto en el rendimiento del motor
La influencia del árbol de levas en el tiempo de la válvula se traduce directamente en su impacto en el rendimiento del motor. Al seleccionar cuidadosamente el diseño del árbol de levas, los motores Turck se pueden optimizar para diferentes aplicaciones.
Para los motores que requieren una potencia final alta, como los utilizados en las carreras o aplicaciones de trabajo pesado, se puede usar un árbol de levas con un elevador alto y una larga duración. Esto permite que el motor respire mejor a altas velocidades, lo que resulta en una mayor potencia. Sin embargo, estos motores pueden sacrificar un par bajo de extremo y suavidad inactiva.
Por otro lado, los motores diseñados para la conducción cotidiana, como los de los vehículos de pasajeros, a menudo usan árboles de levas con una elevación y duración más moderadas. Estos árboles de levas proporcionan un buen equilibrio entre el torque de extremo bajo, la eficiencia del combustible y el ralentí liso.
El papel de las tecnologías avanzadas del árbol de levas
En los motores Turck modernos, las tecnologías avanzadas del árbol de levas se utilizan cada vez más para optimizar aún más el tiempo de la válvula. Una de esas tecnologías es la sincronización de la válvula variable (VVT). Los sistemas VVT permiten que el motor ajuste la válvula: tiempos de apertura y cierre en función de las condiciones de funcionamiento del motor, como la velocidad del motor, la carga y la temperatura.
Con VVT, el árbol de levas se puede ajustar para proporcionar diferentes perfiles de válvula. Por ejemplo, a bajas velocidades del motor, el sistema puede avanzar en la apertura de la válvula de admisión para mejorar el par bajo de extremo. A altas velocidades, puede retrasar la válvula de admisión que se cierre para aumentar la potencia final. Esta flexibilidad permite que el motor funcione bien en una amplia gama de condiciones de funcionamiento.
La importancia de los árboles de levas de calidad para los motores Turck
Como proveedor de árboles de levas para Turck, entiendo la importancia de proporcionar productos de alta calidad. Un árbol de levas fabricado bien asegura un sincronización precisa de la válvula, que es esencial para el funcionamiento adecuado del motor.
Los árboles de levas de alta calidad están hechos de materiales duraderos que pueden soportar el entorno de alto estrés dentro del motor. Están mecanizados con precisión para asegurarse de que los lóbulos de la leva tengan la forma, el tamaño y la posición correctos. Cualquier desviación en las dimensiones del árbol de levas puede conducir a un sincronización de válvulas incorrecta, lo que puede dar como resultado un rendimiento reducido del motor, un mayor consumo de combustible e incluso daños en el motor.
Conclusión
En conclusión, el árbol de levas juega un papel fundamental en la determinación del momento de la válvula de los motores Turck. Su diseño, incluida la forma, la elevación y la duración de los lóbulos de la leva, afecta directamente cuando las válvulas de admisión y escape se abren y cierran. Al seleccionar cuidadosamente el diseño del árbol de levas y utilizar tecnologías avanzadas como la sincronización de la válvula variable, los motores Turck pueden optimizarse para diferentes requisitos de rendimiento.
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Referencias
- Heywood, JB (1988). Fundamentos de motor de combustión interna. McGraw - Hill.
- Taylor, CF (1985). El motor de combustión interna en teoría y práctica. MIT Press.
