Todo sobre o eixe de levas do motor

Árbol de levas do motor

Para o funcionamento estable dun motor de combustión interna, cada parte ten unha función importante. Entre eles está a árbore de levas. Considere cal é a súa función, que fallos se producen e en que casos hai que substituíla.

Que é un árbol de levas

Nos motores de combustión interna cun funcionamento de catro tempos, o árbol de levas é un elemento integral, sen o cal non entrará aire fresco nin unha mestura de aire-combustible nos cilindros. Este é o eixe montado na cabeza do cilindro. Necesítase para que as válvulas de admisión e escape se abran a tempo.

Cada árbore de levas ten levas (excéntricas en forma de gota) que presionan sobre o seguidor do pistón, abrindo o orificio correspondente na cámara do cilindro. Nos motores clásicos de catro tempos úsanse sempre árbores de levas (poden ser dous, catro ou un).

Principio de funcionamento

Unha polea motriz (ou un asterisco, dependendo do tipo de transmisión de sincronización) está fixada desde o extremo do eixe de levas. Póñase un cinto (ou cadea, se está instalado un asterisco), que está conectado á polea ou a roda dentada do cigüeñal. Durante a rotación do cigüeñal, o torque entrégase á transmisión do árbol de levas a través dunha correa ou cadea, polo que este eixe xira de forma sincronizada co cigüeñal.

A sección transversal do eixe de levas mostra que as levas sobre el teñen forma de gota. Cando o árbol de levas xira, a parte estendida da leva empurra contra o empujador da válvula, abrindo a entrada ou a saída. Cando se abren as válvulas de admisión, o aire fresco ou unha mestura de aire-combustible entra no cilindro. Cando se abren as válvulas de escape, os gases de escape son eliminados do cilindro.

A característica de deseño do árbol de levas permítelle abrir/pechar sempre as válvulas no momento adecuado, garantindo unha distribución eficiente do gas no motor. Polo tanto, esta parte chámase árbore de levas. Cando se cambia o par do eixe (por exemplo, cando se estira a correa ou a cadea), as válvulas non se abren segundo a carreira realizada no cilindro, o que leva a un funcionamento inestable do motor de combustión interna ou non o permite. traballar en absoluto.

Onde está situado o eixe de levas?

A situación do eixe de levas depende das características de deseño do motor. Nalgunhas modificacións, sitúase debaixo, baixo o bloque de cilindros. As modificacións dos motores son máis comúns, cuxo eixe de levas está situado na culata (na parte superior do motor de combustión interna). No segundo caso, a reparación e axuste do mecanismo de distribución de gas é moito máis doado que no primeiro.

As modificacións dos motores en forma de V están equipadas cunha cinta de distribución, que se atopa no colapso do bloque de cilindros, e ás veces un bloque separado está equipado co seu propio mecanismo de distribución de gas. O propio árbol de levas está fixado na carcasa con rodamentos, o que lle permite xirar continuamente e sen problemas. Nos motores boxer (ou boxer), o deseño do motor de combustión interna non permite a instalación dun eixe de levas. Neste caso, hai un mecanismo de distribución de gas separado instalado a cada lado, pero o seu traballo está sincronizado.

Funcións de árbore de levas

O eixe de levas é un elemento do tempo (mecanismo de distribución de gas). Determina a orde das carreiras do motor e sincroniza a apertura / peche das válvulas, que fornecen a mestura aire-combustible aos cilindros e eliminan os gases de escape.

O mecanismo de distribución de gas funciona segundo o seguinte principio. No momento en que o motor arranca, o arranque comeza manivelaspo eixe... O árbol de levas está accionado por unha cadea, un cinto sobre unha polea do cigüeñal ou engrenaxes (en moitos coches americanos máis antigos). Ábrese unha válvula de admisión no cilindro e entra na cámara de combustión unha mestura de gasolina e aire. No mesmo momento, o sensor do cigüeñal envía un pulso á bobina de ignición. Nela xérase unha descarga, que vai a buxía.

Cando aparece a faísca, as dúas válvulas do cilindro están pechadas e a mestura de combustible comprímese. Durante un incendio, xérase enerxía e o pistón desprázase cara abaixo. Así xira e leva o cigüeñal. Neste momento, abre a válvula de escape pola que se liberan os gases esgotados durante o proceso de combustión.

A árbore de levas abre sempre a válvula correcta durante un período de tempo específico e a unha altura estándar. Grazas á súa forma, este elemento garante un ciclo estable do ciclo do ciclo no motor.

Neste vídeo móstranse detalles sobre as fases de apertura e peche das válvulas, así como a súa configuración.

¿Fases nas árbores de levas, que solapamento debería configurarse? Que é a "fase do árbol de levas"?

Dependendo da modificación do motor, pode haber nel un ou máis eixes de levas. Na maioría dos coches, esta peza está situada na culata. É impulsado pola rotación do cigüeñal. Estes dous elementos están conectados por unha correa, unha cadea de distribución ou un tren de engrenaxes.

Na maioría das veces, un eixe de levas está equipado cun motor de combustión interna cunha disposición en liña de cilindros. A maioría destes motores teñen dúas válvulas por cilindro (unha de entrada e outra de saída). Tamén hai modificacións con tres válvulas por cilindro (dúas para entrada, unha para saída). Os motores con 4 válvulas por cilindro adoitan estar equipados con dous eixes. En motores de combustión opostos e con forma de V, tamén se instalan dous eixes de levas.

Os motores cun único eixe de distribución teñen un deseño sinxelo, o que leva a unha diminución do custo da unidade durante o proceso de fabricación. Estas modificacións son máis fáciles de manter. Sempre se instalan en coches económicos.

En modificacións de motor máis caras, algúns fabricantes instalan un segundo eixe de levas para reducir a carga (en comparación coas opcións de sincronización cun eixe único) e nalgúns modelos ICE para proporcionar un cambio nas fases da distribución de gas. Na maioría das veces, este sistema atópase nos coches que teñen que ser deportivos.

A árbore de levas abre sempre a válvula durante un período de tempo específico. Para mellorar a eficiencia do motor a velocidades máximas, debe cambiarse este intervalo (o motor precisa máis aire). Pero coa configuración estándar do mecanismo de distribución de gas, a velocidades aumentadas do cigüeñal, a válvula de admisión péchase antes de que entre a cantidade de aire requirida na cámara.

Ao mesmo tempo, se instala un eixe de levas deportivo (as levas abren as válvulas de admisión durante máis tempo e a unha altura diferente), a baixas velocidades do motor, existe unha alta probabilidade de que a válvula de admisión se abra incluso antes de que se peche a válvula de escape. Debido a isto, parte da mestura entrará no sistema de escape. O resultado é unha perda de potencia a velocidades baixas e un aumento das emisións.

O esquema máis sinxelo para lograr este efecto é instalar un árbol de levas de arranque cun certo ángulo en relación ao cigüeñal. Este mecanismo permite o peche / apertura anticipado e tardío das válvulas de admisión e escape. A rpm ata 3500, estará nunha posición e, cando se supere este limiar, o eixe xira un pouco.

Cada fabricante que equipa os seus coches con tal sistema indica a súa propia marca na documentación técnica. Por exemplo, Honda especifica VTEC ou i-VTEC, Hyundai especifica CVVT, Fiat - MultiAir, Mazda - S-VT, BMW - VANOS, Audi - Valvelift, Volkswagen - VVT, etc.

Ata a data, co fin de aumentar o rendemento das unidades de potencia, estanse desenvolvendo sistemas de distribución de gas sen cámara electromagnéticos e pneumáticos. Aínda que estas modificacións son moi custosas de fabricar e manter, aínda non están instaladas nos coches de produción.

Ademais da distribución das carreiras do motor, esta parte acciona equipos adicionais (dependendo da modificación do motor), por exemplo, bombas de aceite e combustible, así como o eixe do distribuidor.

Deseño de eixe de levas

Os árbores de levas fabrícanse por forxa, fundición sólida, fundición oca e máis recentemente apareceron modificacións tubulares. O propósito de cambiar a tecnoloxía de creación é alixeirar a estrutura para obter a máxima eficiencia do motor.

A árbore de levas está feita en forma de varilla sobre a que hai os seguintes elementos:

• Calcetín. Esta é a parte dianteira do eixe onde se fai a chaveta. A polea de distribución está instalada aquí. No caso dunha transmisión en cadea, no seu lugar está instalado un asterisco. Esta parte fíxase desde o extremo cun parafuso.
• Pescozo de selo. Un selo de aceite está unido a el para evitar a saída de graxa do mecanismo.
• Pescozo de apoio. O número destes elementos depende da lonxitude da hasta. Sobre eles están montados rodamentos de apoio, que reducen a forza de rozamento durante a rotación da barra. Estes elementos están instalados nas ranuras correspondentes da culata.
• Levas. Trátase de saíntes en forma de pinga conxelada. Durante a rotación, empurran a varilla unida ao balancín da válvula (ou á propia chaveta da válvula). O número de levas depende do número de válvulas. O seu tamaño e forma afectan á altura e duración da apertura da válvula. Canto máis afiada sexa a punta, máis rápido se pechará a válvula. Pola contra, o bordo raso mantén un pouco a válvula aberta. Canto máis fino sexa o eixe da leva, máis baixa baixará a chave, o que aumentará o volume de combustible e acelerará a eliminación dos gases de escape. O tipo de sincronización das válvulas está determinado pola forma das levas (estreitas - a velocidades baixas, ancha - a velocidades altas). 
• Canles de petróleo. Faise un burato pasante dentro do eixe a través do cal se subministra aceite ás levas (cada unha ten unha pequena saída). Isto evita o borrado prematuro das varas de empuxe e o desgaste nos planos da leva.

Se se usa un único eixe de levas no deseño do motor, as levas nel están situadas de xeito que un conxunto move as válvulas de admisión e un conxunto lixeiramente desprazado move as válvulas de escape. Os motores con cilindros equipados con dúas válvulas de entrada e dúas de saída teñen dous eixes de levas. Neste caso, unha abre as válvulas de admisión e a outra abre a saída do gas de escape.

Tipos

Basicamente, os árboles de levas non son fundamentalmente diferentes entre si. Os mecanismos de distribución de gas difiren radicalmente nos diferentes motores. Por exemplo, nos sistemas ONS, o árbol de levas está instalado na culata (por riba do bloque) e acciona directamente as válvulas (ou a través de empurradores, elevadores hidráulicos).

Nos mecanismos de distribución de gas de tipo OHV, o árbol de levas sitúase xunto ao cigüeñal na parte inferior do bloque de cilindros e as válvulas accionan mediante varillas de empuxe. Dependendo do tipo de sincronización, pódense instalar un ou dous árboles de levas por banco de cilindros na culata.

Os árboles de levas difiren entre si polo tipo de levas. Algunhas teñen "gotas" máis alongadas, mentres que outras, pola contra, teñen unha forma menos alongada. Este deseño proporciona unha amplitude diferente de movemento da válvula (algunhas teñen un intervalo de apertura máis longo, mentres que outras abren máis). Tales características dos árboles de levas ofrecen amplas oportunidades para axustar os motores cambiando o par e a cantidade de subministración VTS.

Entre os árbores de levas de sintonización hai:

1. Bases. Proporciona ao motor un par máximo a baixas revolucións, o que é excelente para a condución urbana.
2. Abaixo-medio. Esta é a media dourada entre as revolucións baixas e medias. Este árbol de levas úsase a miúdo en máquinas de carreiras de resistencia.
3. Cabalo. Nos motores con tales árboles de levas, o par máximo está dispoñible ás revolucións máximas, o que ten un efecto positivo na velocidade máxima do coche (para conducir por estrada).

Ademais dos árboles de levas deportivos, tamén hai modificacións que abren ambos grupos de válvulas (tanto as de admisión como de escape no momento oportuno). Para iso, utilízanse dous grupos de levas no eixe de levas. Os sistemas de sincronización DOHC teñen árbores de levas de admisión e escape individuais.

De que se responsabiliza o sensor do árbol de levas?

Nos motores con carburador, un distribuidor está conectado ao eixe de levas, o que determina que fase se realiza no primeiro cilindro: admisión ou escape.

Non hai ningún distribuidor nos motores de combustión interna de inxección, polo tanto, o sensor de posición do eixe de levas é o responsable de determinar as fases do primeiro cilindro. A súa función non é idéntica á do sensor do cigüeñal. Nunha revolución completa do eixe de distribución, o cigüeñal dará a volta ao eixo dúas veces.

DPKV fixa o TDC do pistón do primeiro cilindro e dá un impulso para formar unha descarga para a bujía. DPRV envía un sinal á ECU en que momento é necesario subministrar combustible e unha faísca ao primeiro cilindro. Os ciclos nos cilindros restantes prodúcense alternativamente dependendo do deseño do motor.

O sensor do eixe de levas está formado por un imán e un semicondutor. Hai unha marca de referencia (pequeno dente metálico) no eixe de distribución na zona da instalación do sensor. Durante a rotación, este elemento pasa polo sensor, debido a que o campo magnético péchase nel e xérase un pulso que vai á ECU.

A unidade de control electrónico rexistra a frecuencia de pulso. El é guiado por eles cando a mestura de combustible se subministra e acende no primeiro cilindro. No caso de instalar dous eixes (un para a carreira de admisión e outro para o escape), instalarase un sensor en cada un deles.

Que pasa se falla un sensor? Este vídeo está dedicado a este número:

SENSOR DE FASE POR QUE É NECESARIO Síntomas do seu fracaso DPRV

Se o motor está equipado cun sistema de sincronización de válvulas variable, entón a ECU determina a partir da frecuencia de impulso en que momento é necesario atrasar a apertura / peche das válvulas. Neste caso, o motor estará equipado cun dispositivo adicional: un cambio de fase (ou embrague controlado hidráulicamente), que fai xirar o eixe de levas para cambiar o tempo de apertura. Se o sensor Hall (ou o árbol de levas) está defectuoso, a sincronización da válvula non cambiará.

O principio de funcionamento do DPRV nos motores diésel difire da aplicación en análogos de gasolina. Neste caso, fixa a posición de todos os pistóns no punto morto superior no momento da compresión da mestura de combustible. Isto permite determinar con máis precisión a posición do eixe de levas respecto ao cigüeñal, o que estabiliza o funcionamento do motor diésel e facilita o arranque.

Engadíronse marcas de referencia adicionais ao deseño destes sensores, cuxa posición no disco mestre corresponde á inclinación dunha válvula particular nun cilindro separado. O dispositivo destes elementos pode diferir segundo os desenvolvementos propietarios de diferentes fabricantes.

Tipos de colocación do eixe de levas no motor

Dependendo do tipo de motor, pode conter un, dous ou incluso catro eixes de distribución de gas. Para facilitar a determinación do tipo de sincronización, aplícanse as seguintes marcas á tapa da culata:

• SOHC. Será un motor en liña ou en forma de V con dúas ou tres válvulas por cilindro. Nel, a árbore de levas será unha por fila. Na súa barra hai levas que controlan a fase de admisión e as lixeiramente compensadas son as responsables da fase de escape. No caso dos motores fabricados en forma de V, haberá dous eixes deste tipo (un por fila de cilindros) ou un (colocado na camber entre as filas).

• DOHC. Este sistema diferénciase do anterior pola presenza de dous eixes de levas por banco de cilindros. Neste caso, cada un deles será responsable dunha fase separada: unha para a entrada e outra para a liberación. Haberá dous eixes de distribución nos motores dunha soa fila e catro nos de forma de V. Esta tecnoloxía permite reducir a carga no eixe, o que aumenta o seu recurso.

Os mecanismos de distribución de gas tamén difiren na colocación do eixe:

• Lateral (ou inferior) (motor OHV ou "Pusher"). Esta é unha tecnoloxía antiga que se usaba nos motores de carburador. Entre as vantaxes deste tipo está a facilidade de lubricación dos elementos móbiles (situados directamente no cárter do motor). A principal desvantaxe é a complexidade do mantemento e substitución. Neste caso, as levas presionan os empurradores basculantes e transmiten o movemento á propia válvula. Tales modificacións dos motores son ineficaces a altas velocidades, xa que conteñen un gran número de controis de temporización de apertura de válvulas. Debido ao aumento da inercia, a precisión da sincronización da válvula sofre.

• Arriba (OHC). Este deseño de sincronización utilízase en motores modernos. Esta unidade é máis fácil de manter e reparar. Un dos inconvenientes é o complicado sistema de lubricación. A bomba de aceite debe crear unha presión estable, polo tanto, é necesario controlar de preto os intervalos de cambio de aceite e filtro (cóntase en que concentrarse ao determinar o horario para ese traballo aquí). Esta disposición permite empregar menos pezas adicionais. Neste caso, as levas actúan directamente sobre os levantadores de válvulas.

Como atopar un defecto da árbore de levas

A principal razón para o fallo do eixe de levas é a fame de petróleo. Pode xurdir debido a malo estados de filtro ou aceite inadecuado para este motor (lea en que parámetros se selecciona o lubricante artigo separado). Se segues os intervalos de mantemento, o eixe de distribución durará tanto como todo o motor.

Problemas típicos dos árbores de levas

Debido ao desgaste natural das pezas e a supervisión do motorista, poden producirse os seguintes mal funcionamentos do eixe do distribuidor de gas.

• Fallo das pezas unidas: engrenaxe motriz, correa ou cadea de distribución. Neste caso, o eixe queda inutilizable e debe substituírse.
• Incautación en diarios de rodamentos e desgaste nas levas. As virutas e as ranuras son causadas por cargas excesivas como un axuste incorrecto das válvulas. Durante a rotación, a maior forza de fricción entre as levas e as puntas crea un quecemento adicional do conxunto, rompendo a película de aceite.

• Fuga de selo. Ocorre como resultado dun tempo de parada prolongado do motor. Co tempo, o selo de goma perde a súa elasticidade.
• Deformación do eixe. Debido ao sobrecalentamento do motor, o elemento metálico pódese dobrar baixo unha forte carga. Este mal funcionamento revélase pola aparición de vibracións adicionais no motor. Normalmente, este problema non dura moito: debido a fortes axitacións, as pezas adxacentes fallarán rapidamente e o motor terá que ser enviado a revisión.
• Instalación incorrecta. En si mesmo, non se trata dun mal funcionamento, pero debido ao incumprimento das normas para apertar os parafusos e axustar as fases, o motor de combustión interna quedará rapidamente inutilizable e terá que ser "maiúscula".
• A mala calidade do material pode provocar danos no propio eixe, polo tanto, ao elixir un novo eixe de levas, é importante prestar atención non só ao seu prezo, senón tamén á reputación do fabricante.

Como determinar visualmente o desgaste da leva - que se mostra no vídeo:

Desgaste do eixe de levas: como determinar visualmente?

Algúns condutores intentan solucionar algúns fallos do eixe de distribución lixando áreas danadas ou instalando forros adicionais. Non ten ningún sentido en tales traballos de reparación, porque cando se realizan é imposible acadar a precisión necesaria para o bo funcionamento da unidade. En caso de problema coa árbore de levas, os expertos recomendan substituíla por outra nova inmediatamente.

Como escoller unha árbore de levas

Debe seleccionarse un novo eixe de levas segundo o motivo da substitución:

• Substitución dunha peza danada por outra nova. Neste caso, selecciónase un similar no canto do modelo fallido.
• Modernización do motor. Para os coches deportivos, utilízanse árbores de levas especiais xunto cun sistema de sincronización de válvulas variable. Tamén se actualizan os motores para a condución diaria, por exemplo, aumentando a potencia axustando as fases instalando árbores de levas non estándar. Se non hai experiencia na realización deste traballo, é mellor confialo a profesionais.

En que debes centrarche ao escoller un eixe de levas que non sexa estándar para un motor en particular? O parámetro principal é a camber, a elevación máxima da válvula e o ángulo de superposición.

Para ver como estes indicadores afectan o rendemento do motor, consulte o seguinte vídeo:

Como escoller un eixe de levas (parte 1)

Custo dunha nova árbore de levas

En comparación cunha revisión completa do motor, o custo da substitución dunha árbore de levas é insignificante. Por exemplo, un novo eixe para un coche doméstico custa uns 25 dólares. Para axustar a sincronización da válvula nalgúns talleres levará 70 dólares. Para unha revisión importante do motor, xunto coas pezas de reposición, terá que pagar uns $ 250 (e isto está nas estacións de servizo de garaxe).

Como podes ver, é mellor realizar o mantemento a tempo e non expoñer o motor a cargas excesivas. Despois servirá ao seu amo durante moitos anos.

A que marcas hai que preferir

O recurso de traballo da árbore de levas depende directamente do material de alta calidade que use o fabricante ao crear esta peza. O metal brando desgastarase máis e o metal sobrecalentado pode estourar.

A opción de maior calidade e confianza é a empresa OEM. Trátase dun fabricante de varios equipos orixinais, cuxos produtos poden venderse baixo diferentes marcas, pero a documentación indicará que a peza é OEM.

Entre os produtos deste fabricante, podes atopar unha peza para calquera coche. Certo, o custo de tal árbore de levas será moi caro en comparación cos análogos de marcas específicas.

Se precisa manter un eixe de levas máis barato, entón unha boa opción son:

• Marca alemá Ruville;
• Fabricante checo ET Engineteam;
• Marca británica AE;
• Firma española Ajusa.

Os inconvenientes á hora de elixir un eixe de levas dos fabricantes listados é que, en moitos casos, non crean pezas para un modelo específico. Neste caso, terá que mercar o orixinal ou contactar cun vendedor de confianza.

Preguntas e respostas:

Como funciona o cigüeñal e o árbol de levas? O cigüeñal funciona empurrando o pistón nos cilindros. Un árbol de levas de distribución está conectado a el a través dunha correa. Durante dúas revolucións do cigüeñal, prodúcese unha rotación do eixe de levas.

Cal é a diferenza entre un cigüeñal e un árbol de levas? O cigüeñal, xirando, fai xirar o volante (entón o par vai á transmisión e ás rodas motrices). O árbol de levas abre/pecha a válvula de distribución.

Cales son os tipos de árbores de levas? Hai árbores de levas de base, de equitación, de tuning e deportivos. Diferéncianse no número e forma das levas que accionan as válvulas.