Trabajo Práctico de Distribución Automotriz

Asignatura: Máquinas Térmicas.

Profesor: Carlos Iglesias.

Alumnos: Palacio Emiliano, Rivas Nicolás.

Curso: 6to 1era.

Turno: Mañana.

Colegio: E.P.E.T. Nº8.

Año Lectivo: 2012.

Índice:

Distribución……………………………………………………….1Sistemas de Distribución………………………………………….1

• Con Lumbreras……………………………………………1• Con Válvula Rotativa……………………………………..2• Con Válvulas Laterales en el Bloque……………………. 3• Con Válvulas en Cabeza (en la culata)……………………3

Distribución con Culatas Multiválvulas…………………………..4• Culata de dos Válvulas por Cilindro………………………4• Culata con tres Válvulas por Cilindro……………………..5• Culata con cuatro Válvulas por Cilindro…………………..6• Culata con cinco Válvulas por Cilindro……………………7

Elementos que Componen el Sistema de Distribución…………...7• Árbol de Levas…………………………………………….7

Diagramas de Elevación, Velocidad y Aceleraciones….10• Empujadores……………………………………………...12

Empujadores Hidráulicos……………………………….14 Funcionamiento en fase abierta…………………..14 Funcionamiento en fase cerrada…………………. 15

• Varilla Empujadora………………………………………16• Balancines………………………………………………...16• Sistemas de regulación del juego entre levas y válvulas…17• Válvulas…………………………………………………..18• Muelles para las Válvulas………………………………...19

Proceso del funcionamiento en el muelle de válvula…20 Accionamiento Desmodrómico…………………………………21Sistemas de mando de Distribución…………………………….22

• Por Engranajes…………………………………………..22• Por árbol de reenvío……………………………………..23• Por Cadena………………………………………………23• Por correa dentada……………………………………….24• Combinación de dos sistemas diferentes………………..25

Correa y Piñones………………………………..…..25 Cadena y Engranajes………………………….…….25

Diagrama angular de la distribución de un motor de 4 tiempos…26Interpolación de los Diagramas de la distribución………………27El Reglaje………………………………………………………..30Correa de Distribución…………………………………………..30 Cambio de la correa de Distribución……………..……31

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Distribución :

La distribución, en un motor térmico, es el conjunto de elementos que, debidamente sincronizados con el giro del cigüeñal, se encargan de abrir o cerrar las válvulas para que la mezcla, en el motor Otto, y el aire, en el motor Diesel, entren en el cilindro en el momento adecuado y los gases quemados, una vez utilizados, fluyan hacia el exterior.

La distribución juega un papel muy importante a la hora de realizar el cálculo de un motor, ya que es la responsable entre otros aspectos de conseguir el máximo rendimiento térmico del motor y, a su vez, los mínimos consumos de combustible y las menores emisiones contaminantes. Por ello el cómputo del momento exacto de la apertura de las válvulas, así como del tiempo o grados de giro del cigüeñal que deben permanecer abiertas, es el resultado de numerosos estudios y pruebas.

Sistemas de Distribución:

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• Con lumbreras (motores de dos tiempos).• Con válvula rotativa.• Con válvulas laterales en bloque.• Con válvulas en cabeza (en la culata).

Con Lumbreras:

En los motores de dos tiempos, la admisión de la mezcla y el escape de los gases quemados no se efectúan a través de las válvulas sino a través de un conjunto de orificios en el cilindro que, convenientemente obturados por el propio pistón, permiten que se cumpla la distribución (motor de 2 tiempos).

Con Válvula Rotativa:

Denominada también de disco rotativo. En algunos motores de dos tiempos de alto rendimiento, la admisión de la mezcla al cárter se consigue a través de un disco que solidario al cigüeñal obtura o no el conducto de admisión.

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En estos dibujos se recogen los ejemplos más significativos de válvulas rotativas de tipo de disco. El primer ejemplo se refiere a una válvula montada directamente en el cigüeñal, mientras que los demás requieren un eje auxiliar. En rojo se indica el disco rotativo y en verde el flujo de la mezcla carburada.

Con Válvulas Laterales en el Bloque:

En los motores con válvulas laterales, todos los órganos de la distribución están dentro del bloque.El árbol de levas, arrastrado por una cadena o por varios piñones cilíndricos, normalmente con dientes helicoidales para reducir ruidos, controla directamente las válvulas mediante un empujador dotado de un sistema mecánico para poder regular el juego de funcionamiento.

Con Válvulas en Cabeza (en la culata):

En los motores con válvulas en cabeza, el árbol de levas puede montarse tanto en el bloque como en la culata.

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Si el árbol de levas está montado en el bloque, el movimiento se transmite a las válvulas mediante un empujador, una varilla y un balancín dotado de un sistema mecánico de reglaje o un empujador hidráulico.

Si el árbol (o los árboles) de levas está situado en la culata, las soluciones posibles son múltiples y también muy diferentes.El árbol de levas puede ser único 1ACT = 1 Arbol di Comando in Testa (SOHC, del inglés Single Over Head Camshaft = un árbol de levas en la culata) o doble por culata 2ACT (DOHC del inglés Double Over Head Camshaft = doble árbol de levas en la culata), en este último caso un árbol controla las válvulas de admisión y el otro las de escape.La distribución tipo 1ACT se llama también mono-árbol, la de 2ACT se llama biárbol.

Estos dos últimos sistemas son los más empleados actualmente en la construcción de motores para el automóvil.

Distribución con Culatas Multiválvulas:

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El elemento que sobre todo caracteriza la forma y la estructura de las culatas es el número y la situación de las válvulas. Actualmente, para motores con válvulas en la culata, se construyen de dos a cinco válvulas por cilindro.

Culata de dos Válvulas por Cilindro:

Es la solución más empleada. Las válvulas se alinean si el árbol de levas está situado en el bloque, si está en la culata, las válvulas pueden alinearse, si la distribución es con un sólo eje (Dib. 45), o disponerlas en V, si la distribución es con un árbol con balancines, o con dos árboles (Dib. 46).

Culata con tres Válvulas por Cilindro:

Permite un mejor rendimiento volumétrico a altos regímenes de rotación, con un coste intermedio entre las dos y las cuatro válvulas por cilindro. La distribución puede ser con dos árboles (Dib. 47) o con uno sólo con balancines (Dib. 48).

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Culata con cuatro Válvulas por Cilindro:

Es la solución que más se está utilizando en los motores de elevadas prestaciones y de reciente producción (Dib. 49). Permite elevados rendimientos volumétricos y elevados regímenes de rotación, pero la potencia a bajos regímenes es peor.Este problema se reduce utilizando colectores modulares (longitud y capacidad variables) y variadores de fase. Es más costoso que los anteriores.

Dib. 49.

En la distribución con dos árboles, la posición de la bujía es vertical, en el centro de la cámara de combustión en

medio de las válvulas (Dib. 50); en la distribución con un árbol con balancines, la bujía es también central, pero está inclinada para no interferir con el árbol de levas (Dib. 51).

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En estas culatas las válvulas están alineadas por parejas y las dos parejas se colocan en V, formando un ángulo de 35º a 45º entre ellas; la cámara de combustión es más compacta.Existen también soluciones donde las válvulas tienen una posición radial; de este modo se optimiza la forma de la cámara de combustión, pero el mecanismo de mando es mucho más complejo.

Culata con cinco Válvulas por Cilindro:

Es una solución muy poco utilizada, que prima los elevados rendimientos volumétricos, pero con costes muy altos.Esta solución se utiliza en algunos motociclos y en algunos motores de competición de Formula 1 (Dib. 52).En la culata de cinco válvulas la distribución es siempre de dos árboles; de las tres válvulas de admisión, la central está menos inclinada que las laterales, para que puedan controlarse con el mismo eje. Es evidente en este caso la ventaja de usar empujadores hidráulicos.

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Elementos que Componen el Sistema de Distribución :

Los elementos que componen el sistema de la distribución, básicamente son los siguientes:

• Árbol de levas.• Empujadores.• Varilla empujadora.• Balancines.• Sistema de regulación del juego de válvulas.• Válvulas.• Muelles para las válvulas.

Árbol de Levas:

El árbol de levas o eje de levas es el órgano del motor que controla la apertura y el cierre de las válvulas de admisión y de escape. Está constituido por un eje de acero al carbono forjado y cementado en el que están mecanizadas las levas para la apertura de las válvulas y otras para dar movimiento a otros órganos. El árbol de levas recibe movimiento desde el cigüeñal.

Las levas o excéntricas provocan un movimiento oscilatorio del elemento causante de la apertura de la válvula.El elemento que provoca la apertura de la válvula, cuando está sujeta a un movimiento rectilíneo de traslación, recibe el nombre de empujador.

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Cuando al mismo tiempo cumple un movimiento oscilante de rotación alrededor de un eje o punto de apoyo, toma el nombre de balancín.

El árbol de levas controla las válvulas en la apertura y las guía en el cierre, puesto que cada válvula sigue el perfil de la leva gracias a la acción de uno o dos muelles concéntricos.

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En el proyecto del árbol de levas la fase más delicada la representa el diseño de las excéntricas.En realidad, el perfil de éstas determina el momento de las aperturas de las válvulas, los tiempos de apertura y la elevación de las mismas (determinando el diagrama de distribución).

● Los perfiles de las levas para las válvulas de admisión suelen ser distintos a los de las levas para el escape.El perfil de la leva se divide en tres partes:-Un trazo circular que se define como zona de reposo que corresponde al cierre de la válvula (que hace parte del círculo base).-Un trazo circular de radio más pequeño, llamado cabeza de la leva, que corresponde a la zona de máxima apertura.-Dos trazos rectilíneos o curvilíneos tangentes a los dos círculos anteriores(base-apertura máxima), llamados flancos de la leva que corresponden respectivamente a la elevación y al descenso de la válvula (apertura-cierre de la válvula).La zona de reposo está disminuida de un determinado valor para permitir un cierto juego de funcionamiento entre la válvula y el empujador, aún cuando se produzca la dilatación de esta zona debido a las temperaturas de funcionamiento.El trazo circular rebajado se enlaza, por tanto, con los flancos de la leva por medio de rampas de acercamiento, de manera que se reduzca al mínimo el choque entre la excéntrica y el empujador, asegurando un funcionamiento silencioso.

● La zona de reposo está disminuida de un determinado valor para permitir un cierto juego de funcionamiento entre la válvula y el empujador, aún cuando se produzca la dilatación de esta zona debido a las temperaturas de funcionamiento. El trazo circular rebajado se enlaza, por tanto, con los flancos de la leva por medio de rampas de acercamiento, de manera que se reduzca al mínimo el choque entre la excéntrica y el empujador, asegurando un funcionamiento silencioso.

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Diagramas de Elevación, Velocidad y Aceleraciones

La elevación y los tiempos de apertura de la válvula definidos en el diagrama de la distribución, teniendo en cuenta la cadena cinemática entre la leva y la válvula, se obtienen dando el oportuno perfil y dimensión a la leva.

Teóricamente, se obtiene el máximo resultado si se consigue abrir y cerrar instantáneamente las válvulas y se mantienen en posición de elevación máxima durante todo el período de admisión y escape del motor.Las válvulas en cambio se abren y cierran gradualmente debido a los esfuerzos mecánicos, al tamaño de los muelles de retorno y para reducir el ruido de funcionamiento. Por lo tanto se utilizan excéntricas con una determinada forma para que cuando las válvulas se abran al máximo, se inicie inmediatamente el recorrido de cierre.Por consiguiente, el diagrama de elevación de la válvula en función de los ángulos de rotación de la excéntrica es del tipo indicado en el dibujo.

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La válvula empieza a abrirse en correspondencia del punto 1 cuando no hay holgura entre la excéntrica y la cadena cinemática. Durante el desplazamiento del contacto del punto 1 al 2, el movimiento de la válvula se acelera (aceleración positiva), mientras del punto 2 al 3 se frena (aceleración negativa); de hecho la velocidad de la válvula pasa del valor cero en el punto 1 al máximo valor en el punto 2 para después anularse en el punto 3 donde la aceleración negativa alcanza su valor máximo. Lo mismo sucede cuando se cierra la válvula.Estableciendo un oportuno diagrama de aceleración, mediante una serie de cálculos, se puede obtener el diagrama de la elevación de la válvula del que se obtiene después el perfil de la excéntrica.

Este método tiene la ventaja de que al prefijar las aceleraciones se define también la inercia que se desarrollará en el movimiento de toda la cadena cinemática de la distribución.Esto es muy importante para estudiar las vibraciones de la cadena cinemática, que constituyen un problema por el ruido de la distribución, por la efectiva realización de la elevación prevista de la válvula y por lo tanto del rendimiento volumétrico del motor.De hecho, con regímenes elevados puede suceder, a causa de la elasticidad de los varios órganos que componen la cadena cinemática de la distribución y por las cargas de los muelles y la inercia, que el movimiento de la válvula no sea el previsto, según la forma de la excéntrica.Se puede reducir la intensidad de estos fenómenos estudiando la forma y los valores de las aceleraciones que la excéntrica impone a la cadena cinemática.

Empujadores:

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Es uno de los elementos interpuesto entre la leva y el vástago de la válvula. Los empujadores también llamados taqués, son unos vasos cilíndricos que tienen la misión de transformar el movimiento giratorio de la leva en movimiento rectilíneo, desplazando la válvula directa o indirectamente a través de mecanismos auxiliares.

En cada uno de los sistemas indicados el empujador tiene la misión de absorber el empuje lateral que se genera por el contacto con la leva. Debido a las buenas condiciones de lubricación entre ambos, este empuje lateral se ve reducido.

Empuje Lateral.

Normalmente los empujadores utilizados en los motores del automóvil son de superficie prácticamente plana y están fabricados en fundición dura, templándolos, cementándolos o nitrurándolos después.Para evitar que la leva se deslice siempre

por el mismo sitio, pudiendo producir un desgaste, el centro del empujador se encuentra ligeramente desplazado del centro de la leva, obteniéndose de éste modo un movimiento giratorio.

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Las dilataciones de los órganos de la distribución en los distintos campos térmicos de funcionamiento no son uniformes: el vástago de la válvula se dilata en una magnitud diferente que la estructura de su alrededor, por tener coeficientes de dilatación distintos, y obligando esto a dejar un cierto juego para evitar que en la fase de cierre de las válvulas, se apoyen sobre el órgano de su accionamiento, en lugar de apoyarse sobre su asiento, provocando la falta de estanqueidad requerida.

Por el contrario, en la apertura, el contacto entre empujador y válvula no puede efectuarse con velocidad de traslación nula, por la presencia del citado juego, sino con un golpe produciendo el sonido característico de ruido de taqué; este sonido se acentuará más cuanto mayor sea el juego por encima del valor dado por el fabricante. En correspondencia del juego existente, la apertura de las válvulas se ve retrasada un cierto ángulo y análogamente resultará anticipado el cierre si el juego excede del valor prescrito y el rendimiento del motor se verá reducido al no cumplirse el diagrama de la distribución.

Empujadores Hidráulicos:

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Los empujadores o taqués tienen la tarea de conectar el vástago de válvula con la respectiva excéntrica del árbol de levas. En caso de taqué hidráulico, las tazas están realizadas en modo de recuperar automáticamente el juego entre el vástago de válvula y la excéntrica con la ventaja de reducir:

-Las intervenciones de mantenimiento.-La rumorosidad del motor.

• Funcionamiento en fase abierta:

Cuando la leva del árbol actúa sobre el vaso (1) y por consiguiente sobre el émbolo (2), el aceite atrapado en la cámara (6), al cerrarse la válvula de bola (4), transmite el movimiento del émbolo (2) directamente al manguito (3) y por consiguiente a la válvula. En esta fase, debido a la alta presión a la que está sometido, parte del aceite presente en la cámara (6), se filtra a través de una lumbrera mínima existente entre el émbolo (2) y el manguito (3).

• Funcionamiento en fase cerrada:

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En la fase de cierre de la válvula, para que el empujador, debido a la acción del muelle (5), siga el perfil de la leva, se crea una depresión en el interior de la cámara (6) que provoca la apertura de la válvula de bola (4), permitiendo la entrada de aceite. El aceite que entra en la cámara (6) sustituye el que se filtra en la fase anterior de apertura de la válvula.

Por lo visto hasta aquí, se comprende que al accionar la leva o el balancín sobre el empujador, por la propiedad de incomprensibilidad de los líquidos, el aceite actúa de transmisor del movimiento ya que éste no puede fluir hacia el exterior por la acción de la válvula de retención. Las dilataciones térmicas del sistema quedan compensadas mediante las fugas de aceite estrictamente calculadas entre el pistón y el cuerpo del empujador.Cuando el empujador va montado directamente sobre la cola de la válvula, por el mayor peso de éste respecto a un empujador normal, se limita el número máximo de r.p.m. del motor al tener el empujador hidráulico mayores inercias.Los empujadores hidráulicos pueden ser:-Fijos montados en la culata y forman una palanca con un balancín con forma de dedo.-Móviles, montados entre el árbol de levas y un balancín o en lugar de un empujador tipo taza, en el caso del mando directo.

La posibilidad de eliminar el reglaje periódico y el menor ruido debido a la ausencia de holgura son las ventajas del empujador hidráulico particularmente útil y poco ruidoso en los motores multiválvulas.

Varilla Empujadora:

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La varilla empujadora es un elemento intermedio que se monta entre el empujador y el balancín; su misión es trasladar el movimiento lineal del empujador hasta el balancín para que éste lo transforme en oscilatorio.Están construidas en acero al carbono o incluso en aleaciones especiales con titanio, con el fin de aligerar su peso y evitar las inercias.

Balancines:

Tienen la misión de transformar el movimiento lineal del empujador o en su caso circular de la leva, en un movimiento oscilatorio con el que acciona directamente la válvula. Están construidos generalmente en acero o aleación de aluminio. En uno de sus extremos normalmente existe un dispositivo que permite la regulación del juego de las válvulas.

Sistemas de regulación del juego entre levas y válvulas:

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Para regular el juego de funcionamiento existen diferentes procedimientos en función del sistema de accionamiento utilizado.El sistema de regulación manual puede ser de dos tipos:

-Accionamiento indirecto: En este caso se actúa sobre un tornillo de regulación ubicado en el balancín o en el propio empujador.

Sistema de reglaje por tornillo.

- Accionamiento directo: En este caso la regulación se efectúa con espesores de distintas medidas interpuestos entre la leva y el empujador, o bien entre el empujador y la válvula.

Mediante los taqués de accionamiento hidráulico se elimina el juego entre la válvula y el empujador, disminuyendo notablemente el ruido característico de taqués.El reglaje por tanto entre la válvula y el empujador se efectúa automáticamente debido a la presión del aceite del circuito de lubricación del motor.Los empujadores hidráulicos pueden ir montados de la misma forma que un empujador normal.

Válvulas:

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Las válvulas de los motores de combustión interna son los órganos que controlan la admisión y el escape de los gases en la cámara de combustión mediante su apertura y cierre. Están dotadas de un movimiento alternativo, abriéndose hacia el interior de la cámara de combustión. La estanqueidad del cierre se ve favorecida por la presión de los gases en la cámara de combustión que inciden en ellas.

Las válvulas de los motores de combustión interna son los órganos que controlan la admisión y el escape de los gases en la cámara de combustión mediante su apertura y cierre. Están dotadas de un movimiento alternativo, abriéndose hacia el interior de la cámara de combustión. La estanqueidad del cierre se ve favorecida por la presión de los gases en la cámara de combustión que inciden en ellas.

La cabeza es solidaria al vástago o cola de la válvula con un amplio radio de unión para reducir el efecto de entalladura y del mismo modo facilitar el flujo de calor hacia el propio vástago. Este último elemento es cilíndrico y sirve para guiar el movimiento y transmitir a la cabeza la carga del muelle de retorno, por medio de los semiconos.

1. Semiconos.2. Platillo superior.3. Muelle.4. Platillo inferior.

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Las válvulas durante su funcionamiento están sometidas a unas solicitaciones térmicas muy elevadas, debiendo soportar las temperaturas generadas durante la combustión y una temperatura media de trabajo de unos 700º a 800º C en la válvula de escape y de unos 200º a 300º C en la válvula de admisión. Las válvulas de admisión se fabrican generalmente de acero al cromo-silicio y las de el escape de acero al cromo - níquel que es un material más resistente al calor. Los asientos de las válvulas se recubren con estelita que es una aleación de cobalto y cromo, para aumentar su resistencia al desgaste. En los motores de altas prestaciones las válvulas de escape, con el fin de mejorar su refrigeración, se fabrican huecas y se rellenan de sodio.

Gracias a la buena conductibilidad térmica del sodio se consigue que el calor de la cabeza de la válvula se evacue mejor por el vástago, evitando de este modo puntos calientes en la cámara de explosión obteniendo así una reducción de la solicitación térmica.

Las válvulas se refrigeran mucho mejor si su diámetro es reducido (al ser menor la superficie expuesta a los gases de escape en relación a la superficie de contacto con su asiento) y si la longitud de la guía y el diámetro del vástago son mayores (al ser mayor la superficie de transmisión de calor).

Esta es una de las razones por la que las válvulas de escape son de menor diámetro que las de admisión. Por ello es mejor utilizar dos válvulas de escape que una sola de diámetro mayor.El calor que la válvula recibe de los gases calientes se disipa en un 75% por el asiento y el 25% restante por la guía.

Muelles para las válvulas:

El muelle es un elemento mecánico que puede almacenar energía debido a las propiedades elásticas del material con el que ha sido fabricado.Cualquiera que sea la forma y material del muelle, su comportamiento se pone de relieve con su curva característica, que expresa la relación entre la carga aplicada al muelle y la deformación que ésta le produce.

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Tienen la misión de cerrar las válvulas y de mantenerlas cerradas mientras la leva no las abra. Tienen que ser lo suficientemente fuertes para que el cierre se realice lo antes posible y se eviten los rebotes de válvulas. Si por el contrario son extremadamente fuertes, las válvulas tenderán a clavarse sobre sus asientos.Los muelles empleados para las válvulas son de tipo helicoidal y se montan con una cierta carga.Están construidos, dadas las altas solicitaciones mecánicas a las que están sometidos, con aceros especiales de alta calidad. Los muelles de las válvulas se suelen pulimentar con el fin de eliminarles las estrías, que podrían provocarles la rotura por fatiga.

Proceso del funcionamiento en el muelle de válvula:

En los tramos donde la aceleración es positiva, es decir el empujador aumenta su velocidad, la inercia se opone a este movimiento, y se suma por lo tanto a la carga del muelle, que empieza a comprimirse.Viceversa, donde la aceleración es negativa, el empujador reduce su velocidad, la inercia favorece el movimiento del empujador. Esta fuerza debe ser menor de la carga del muelle que debe mantener en contacto el empujador con la excéntrica.

Por lo tanto hay que dimensionar el muelle válvula para la velocidad máxima de rotación del motor, ya que la inercia varía con el cuadrado de la velocidad angular, y por lo tanto aumenta al aumentar la misma, mientras la carga del muelle, al ser proporcional a la compresión, permanece constante para una determinada elevación de la válvula.

En motores que giran a un alto número de r.p.m., las rápidas variaciones de aceleración impuestas por la leva provocan, debido a la elasticidad y resonancia de los muelles junto con las masas en movimiento, que las válvulas entren en flotación (rebote de válvulas) impidiéndose el cierre en el momento preestablecido por el diagrama de distribución, o incluso que la válvula toque la cabeza del pistón a regímenes elevados de revoluciones del motor.

Para evitar este fenómeno, concéntricamente al muelle se monta un segundo muelle más delgado pero con el arrollamiento en sentido opuesto, para que las vibraciones opuestas producidas por él, absorban las vibraciones del muelle principal, evitando de este modo que las válvulas entren así en flotación.

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Las vibraciones de la cadena cinemática también influyen en los muelles.De hecho, cuando un muelle se carga lentamente, se afecta de igual forma a todas las espiras. Si se cambia rápidamente la carga del muelle (carga con impulso), a causa de la inercia de las espiras, la deformación es mayor en la parte donde se aplica la carga y se transmite a las espiras adyacentes hasta el extremo opuesto.

Este fenómeno puede provocar la rotura del muelle y se reduce hasta valores tolerables calculando oportunamente las dimensiones del muelle, adoptando muelles dobles con una distancia variable entre cada espira.

Accionamiento Desmodrómico:

Para poder accionar las válvulas a un número más elevado de revoluciones del motor se suelen utilizar accionamientos desmodrómicos, donde al prescindir del muelle de recuperación de las válvulas, el movimiento de las mismas está vinculado a un mecanismo, quedando obligadas a cerrarse según un procedimiento mecánico, que no concede alternativas.

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Sistemas de mando de Distribución:

El sistema de mando de la distribución depende esencialmente de la situación del árbol de levas, de la posibilidad constructiva y del espacio físico. Los sistemas utilizados en los motores son:

• De engranajes.• De árbol de reenvío.• De cadena.• De correa dentada.• Con la combinación de dos sistemas distintos.

Por Engranajes:

En los sistemas de engranajes se utiliza siempre un piñón solidario al cigüeñal y como mínimo otro solidario al árbol de levas que tiene doble número de dientes que el del cigüeñal. También se puede emplear una cadena cinemática de engranajes, esta a veces se utiliza para dar movimiento a diferentes órganos auxiliares (bomba de aceite, bomba de la servo-dirección, bomba inyectora de motores Diesel, etc.).

Para conseguir mayor uniformidad y menor rumorosidad en el funcionamiento, el dentado de los piñones es helicoidal, incluso para disminuir aún más la rumorosidad pueden montarse fabricados en fibras sintéticas, siempre que el par a transmitir no sea muy elevado.

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Por árbol de reenvío:

El sistema por árbol de reenvío se suele utilizar en los motores para disminuir las partes en movimiento alternativo y evitar los inconvenientes dimensionales de otro tipo de accionamiento.Está constituido por un eje, perpendicular al cigüeñal, que recibe y transmite el movimiento a través de unos engranajes.

Por Cadena:

El sistema de mando de la distribución por cadena de rodillos se utiliza para transmitir el movimiento al árbol de levas, por adaptarse mejor al espacio físico del motor además de poder accionar varios órganos auxiliares a la vez. Cuando la longitud de la cadena es relativamente larga se acopla un tensor para mantener constante la tensión de funcionamiento. La cadena se tensa mediante un muelle regulable o mediante la presión del lubricante (tensor hidráulico).

La elasticidad propia de la cadena y la película de aceite lubricante tienden a absorber golpes y vibraciones. La carga se reparte sobre varios dientes del piñón, lo que supone un menor desgaste.La cadena puede ser de doble fila (cadena duplex) o del tipo silenciosa (cadena morse).

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Por correa dentada:

Las correas de la distribución fueron introducidas por su mayor simplicidad de construcción y por el reducido ruido de funcionamiento.Están fabricadas con neopreno estampado con refuerzo interior de fibras y recubiertas con un tejido resistente al rozamiento. Las fibras garantizan la estabilidad longitudinal, el neopreno constituye la parte elástica del dentado, mientras que el recubrimiento sirve para proteger la correa.Existen de dentado simple o de doble dentado, si la parte dorsal de la correa controla determinados accesorios del motor (árboles contrarrotantes).

También en este sistema, se montan tensores para mantener la correa a la tensión adecuada durante su funcionamiento, la tensión de éstos puede ser controlada por un dinamómetro, por muelles tarados (siendo estos dos sistemas bloqueados en el montaje de la correa) o por la presión de aceite del circuito de engrase del motor.

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Actualmente se están montando unos sistemas de tensores que partiendo de una carga preestablecida de un muelle, permiten mantener una tensión constante a la correa durante toda su vida útil.

Combinación de dos sistemas diferentes

Correa y Piñones:

A veces en la distribución con dos árboles, la correa mueve sólo uno de los ejes, mientras que el movimiento se transmite al otro árbol mediante engranajes o con una cadena. Esta disposición es ventajosa cuando los árboles de levas están muy cerca uno del otro a causa del pequeño ángulo existente entre las válvulas.En este caso, de hecho, el uso de dos ruedas exteriores, forzosamente de diámetro reducido para no interferir entre ellas, obliga a la adopción de un piñón en el cigüeñal de diámetro demasiado pequeño, no compatible con las características de la correa. Lo mismo sucede con el mando tipo cadena.

Cadena y Engranajes:

En este sistema el accionamiento desde el cigüeñal hasta el árbol de levas de admisión se realiza mediante una cadena, mientras que la transmisión entre el árbol de levas de admisión y el de escape se hace por medio de un engranaje.

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Diagrama angular de la distribución de un motor de 4 tiempos:

Es un gráfico donde se representan los ángulos de apertura y cierre de las válvulas de un motor. Se trata de un diagrama circular donde se representan los ángulos de giro del cigüeñal, referidos a los puntos muertos del pistón, durante los cuales permanecen abiertas: la válvula de admisión y/o la válvula de escape.

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En un ciclo ideal de funcionamiento las fases de apertura y cierre de las válvulas coinciden con la llegada del pistón a los puntos muertos. En la práctica es necesario un cierto tiempo para que la válvula pueda abrirse o cerrarse completamente.Además el diagrama de apertura de la válvula de admisión se estudia siempre para que permita el máximo llenado del cilindro a una cierta velocidad de giro del cigüeñal (r.p.m. del cigüeñal).Por ello es necesario anticipar el inicio de la fase de apertura respecto al P.M.S. (Avance de la Apertura de la válvula de Admisión A.A.A.) de manera que la válvula se encuentre suficientemente abierta, habiendo ya iniciado la aspiración de la mezcla, cuando el pistón comienza a descender. En cambio, el cierre de la válvula es retrasado respecto al P.M.I. (Retraso al Cierre de la válvula de Admisión R.C.A.), con objeto de aprovechar la inercia de la mezcla (que continua entrando incluso cuando el pistón comienza a subir), cuanto más rápido gira el motor, tanto más grande es la inercia de la mezcla y tanto mayor debe ser el retraso del cierre de la válvula.

Interpolación de los Diagramas de la distribución:

El avance y el retraso de la apertura y cierre de las válvulas se pueden medir en ángulos de rotación del cigüeñal con respecto a la posición del pistón y con referencia a la manivela, en correspondencia de los puntos muertos superior e inferior.

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Se establecen los siguientes ángulos:-A.A.A.: Ángulo de avance de la apertura de la válvula de admisión con respecto al P.M.S.-R.C.A.: Ángulo de retraso del cierre de la válvula de admisión con respecto al P.M.I.

-A.A.E.: Ángulo de avance de la apertura de la válvula de escape con respecto al P.M.I.-R.C.E.: Ángulo de retraso del cierre de la válvula de escape con respecto al P.M.S.

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Por el diagrama de la distribución representado conocemos los grados de giro del cigüeñal correspondientes a la apertura y al cierre de las válvulas.Observando el diagrama apreciamos que la válvula de admisión permanece abierta 250º de giro del cigüeñal, puesto que:El avance de la apertura de la válvula admisión se realiza 9º antes del P.M.S. y el retraso del cierre de la válvula de admisión se produce 61º después del P.M.I.Si sumamos los 9º de avance respecto al P.M.S. + 180º que gira desde éste hasta el P.M.I. + 61º de retraso respecto al P.M.I., el ángulo total de apertura de la válvula de admisión es de 250º.Si sumamos los grados que gira el cigüeñal desde que cierra la válvula de admisión, observamos que hasta que llega al P.M.S. ha recorrido 119º(180º+61º=119º), más 131º desde el P.M.S. hasta 49º antes del P.M.I.(180º+49º=131º) momento en el que la válvula de escape comienza a abrir.Sumando estos valores tenemos un recorrido angular del cigüeñal de 250º.Del mismo modo desde que la válvula de escape se abre 49º antes del P.M.I., hasta que se cierra 21º después del P.M.S., el cigüeñal gira 250º:Si sumamos los 49º de avance respecto al P.M.I. + 180º desde éste hasta el P.M.S. + 21º de retraso respecto al P.M.S., el ángulo total de apertura de la válvula de escape es de 250º.La suma de los ángulos de avance en la apertura de la válvula de admisión y de retraso en el cierre de la válvula de escape se llama ángulo de cruce.

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Por lo tanto en este diagrama el ángulo de cruce de apertura de las válvulas es la suma de 9º de avance con respecto al P.M.S. de la válvula de admisión + 21º de retraso al cierre con respecto al P.M.S. de la válvula de escape, siendo éste de 30º.

Reglaje:

Es el acoplamiento relativo del cigüeñal y el árbol de levas, que sirve para determinar los instantes de apertura y de cierre de las válvulas en función de la posición del pistón.Esta operación, mediante la cual se logra el calado entre 2 órganos, consiste en posicionar el árbol de levas con el cigüeñal a través del órgano de accionamiento (correa, cadena o engranajes). Esta operación se realiza haciendo girar el árbol de levas, manteniendo fijo el cigüeñal hasta hacer coincidir determinadas referencias señaladas sobre los engranajes o poleas de accionamiento. Generalmente, el cigüeñal se mantiene en la posición en que el primer pistón se encuentra en el punto muerto superior en la fase de expansión.

Correa de Distribución:

Es uno de los más comunes métodos de transmisión de la energía mecánica entre un piñón de arrastre y otro arrastrado, mediante un sistema de dentado mutuo que posee tanto la correa como los piñones, impidiendo su deslizamiento mutuo. Se emplea muy frecuentemente en motores Otto y diésel de 4 tiempos entre el cigüeñal y el árbol de levas, en motores de motocicletas y maquinaria industrial, de forma general, es una correa de goma que normalmente enlaza un generador de movimiento con un receptor de la misma por medio de poleas o piñones.

En automoción, usada en muchos motores de 4 tiempos tanto diesel como gasolina, la correa de distribución transmite el movimiento desde el cigüeñal al árbol de levas, con una relación de transmisión o de desmultiplicación de 1 : 2, es decir el árbol de levas gira a la mitad de revoluciones que el cigüeñal. Va montada sobre unas ruedas dentadas llamadas piñones. La función de esta correa es sincronizar los 4 tiempos del motor, la apertura y cierre de las válvulas de admisión y escape y la función del Encendido del

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motor ya sea la chispa de la bujía o la sincronización de los inyectores diesel. Su forma, material, longitud y ubicación varían dependiendo del tipo de motor. En muchos casos arrastra también la bomba de refrigerante y / o la bomba de aceite del motor. Hay motores que poseen más de una correa, por ejemplo para ejes contrarrotantes antivibratorios.

Cambio de la correa de Distribución:

La correa de distribución, debe sustituirse periódicamente dependiendo del uso, ya que el desgaste que se produce en ésta puede provocar daños graves en la Culata (motor), especialmente las válvulas, e incluso en los pistones.

Haciéndole una inspección visual:

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