Mecanismo de distribuciĆ³n de gas del motor, diseƱo y principio de funcionamiento.
contenido
El mecanismo de distribuciĆ³n de gas (GRM) es un conjunto de piezas y conjuntos que abren y cierran las vĆ”lvulas de admisiĆ³n y escape del motor en un momento dado. La tarea principal del mecanismo de distribuciĆ³n de gas es el suministro oportuno de aire-combustible o combustible (segĆŗn el tipo de motor) a la cĆ”mara de combustiĆ³n y la liberaciĆ³n de gases de escape. Para resolver este problema, todo un complejo de mecanismos funciona sin problemas, algunos de los cuales estĆ”n controlados electrĆ³nicamente.
como es el tiempo
En los motores modernos, el mecanismo de distribuciĆ³n de gas se encuentra en la culata del motor. Consta de los siguientes elementos principales:
- Ćrbol de levas. Este es un producto de diseƱo complejo, hecho de acero duradero o hierro fundido con alta precisiĆ³n. SegĆŗn el diseƱo de la distribuciĆ³n, el Ć”rbol de levas se puede instalar en la culata o en el cĆ”rter (actualmente no se utiliza esta disposiciĆ³n). Esta es la parte principal responsable de la apertura y cierre secuencial de las vĆ”lvulas.
El eje tiene cojinetes y levas que empujan el vĆ”stago de la vĆ”lvula o el balancĆn. La forma de la leva tiene una geometrĆa estrictamente definida, ya que de ella depende la duraciĆ³n y el grado de apertura de la vĆ”lvula. AdemĆ”s, las levas estĆ”n diseƱadas en diferentes direcciones para garantizar el funcionamiento alternativo de los cilindros.
- Unidad de manejo. El par del cigĆ¼eƱal se transmite a travĆ©s de la transmisiĆ³n al Ć”rbol de levas. La unidad difiere segĆŗn la soluciĆ³n de diseƱo. El engranaje del cigĆ¼eƱal es la mitad del tamaƱo del engranaje del Ć”rbol de levas. Por lo tanto, el cigĆ¼eƱal gira el doble de rĆ”pido. Dependiendo del tipo de unidad, incluye:
- cadena o cinturĆ³n;
- engranajes de eje;
- tensor (rodillo de tensiĆ³n);
- amortiguador y zapata.
- VĆ”lvulas de admisiĆ³n y escape. EstĆ”n ubicados en la culata y son varillas con una cabeza plana en un extremo, denominada asiento. Las vĆ”lvulas de entrada y salida difieren en diseƱo. La entrada estĆ” hecha de una sola pieza. TambiĆ©n tiene una placa mĆ”s grande para llenar mejor el cilindro con carga fresca. La salida suele estar hecha de acero resistente al calor y tiene un vĆ”stago hueco para una mejor refrigeraciĆ³n, ya que estĆ” expuesta a temperaturas mĆ”s altas durante el funcionamiento. Dentro de la cavidad hay un relleno de sodio que se derrite fĆ”cilmente y elimina parte del calor de la placa a la varilla.
Las cabezas de las vƔlvulas estƔn biseladas para proporcionar un ajuste mƔs ajustado en los orificios de la culata. Este lugar se llama la silla de montar. AdemƔs de las propias vƔlvulas, en el mecanismo se prevƩn elementos adicionales para garantizar su correcto funcionamiento:
- Muelles. Regrese las vĆ”lvulas a su posiciĆ³n original despuĆ©s de presionar.
- Sellos de vĆ”stago de vĆ”lvula. Estos son sellos especiales que evitan que el aceite ingrese a la cĆ”mara de combustiĆ³n a lo largo del vĆ”stago de la vĆ”lvula.
- GuĆa buje. Se instala en la carcasa de la culata y proporciona un movimiento preciso de la vĆ”lvula.
- bizcochos Con su ayuda, se une un resorte al vƔstago de la vƔlvula.
- Empujadores. A travƩs de los empujadores, la fuerza se transmite desde el Ɣrbol de levas a la biela. Fabricado en acero de alta resistencia. Los hay de diferentes tipos:
- mecƔnica - gafas;
- rodillo;
- compensadores hidrƔulicos.
El entrehierro tƩrmico entre los taquƩs mecƔnicos y las levas del Ɣrbol de levas se ajusta manualmente. Los compensadores hidrƔulicos o empujadores hidrƔulicos mantienen automƔticamente la holgura requerida y no requieren ajuste.
- Balancines o palancas. Un balancĆn simple es una palanca de dos brazos que realiza movimientos de balanceo. En diferentes diseƱos, los balancines pueden funcionar de manera diferente.
- Sistemas de sincronizaciĆ³n variable de vĆ”lvulas. Estos sistemas no estĆ”n instalados en todos los motores. Se pueden encontrar mĆ”s detalles sobre el dispositivo y el principio de funcionamiento de CVVT en un artĆculo separado en nuestro sitio web.
DescripciĆ³n del tiempo
El funcionamiento del mecanismo de distribuciĆ³n de gas es difĆcil de considerar por separado del ciclo de funcionamiento del motor. Su tarea principal es abrir y cerrar vĆ”lvulas a tiempo durante un cierto perĆodo de tiempo. Por lo tanto, en la carrera de admisiĆ³n se abre la admisiĆ³n y en la carrera de escape se abre el escape. Es decir, de hecho, el mecanismo debe implementar las fases de distribuciĆ³n de gas calculadas.
TĆ©cnicamente es asĆ:
- El cigĆ¼eƱal transmite el par a travĆ©s del accionamiento al Ć”rbol de levas.
- La leva del Ć”rbol de levas presiona el empujador o balancĆn.
- La vĆ”lvula se mueve dentro de la cĆ”mara de combustiĆ³n, lo que permite el acceso a la carga nueva o al gas de escape.
- DespuĆ©s de que la leva ha pasado la fase activa de acciĆ³n, la vĆ”lvula vuelve a su lugar bajo la acciĆ³n del resorte.
TambiĆ©n se debe tener en cuenta que para un ciclo completo, el Ć”rbol de levas da 2 revoluciones, abriendo alternativamente las vĆ”lvulas en cada cilindro, segĆŗn el orden en que funcionan. Es decir, por ejemplo, con un esquema de funcionamiento 1-3-4-2, las vĆ”lvulas de admisiĆ³n del primer cilindro y las vĆ”lvulas de escape del cuarto se abrirĆ”n simultĆ”neamente. En la segunda y tercera se cerrarĆ”n las vĆ”lvulas.
Tipos de mecanismo de distribuciĆ³n de gas.
Los motores pueden tener diferentes esquemas de tiempo. Considere la siguiente clasificaciĆ³n.
Por posiciĆ³n del Ć”rbol de levas
Hay dos tipos de posiciĆ³n del Ć”rbol de levas:
- abajo;
- parte superior.
En la posiciĆ³n inferior, el Ć”rbol de levas estĆ” ubicado en el bloque de cilindros al lado del cigĆ¼eƱal. El impacto de las levas a travĆ©s de los empujadores se transmite a los balancines mediante varillas especiales. Estas son varillas largas que conectan las varillas de empuje en la parte inferior con los balancines en la parte superior. La ubicaciĆ³n mĆ”s baja no se considera la mĆ”s exitosa, pero tiene sus ventajas. En particular, una conexiĆ³n mĆ”s confiable entre el Ć”rbol de levas y el cigĆ¼eƱal. Este tipo de dispositivo no se utiliza en los motores modernos.
En la posiciĆ³n superior, el Ć”rbol de levas estĆ” en la culata, justo encima de las vĆ”lvulas. En esta posiciĆ³n, se pueden implementar varias opciones para influir en las vĆ”lvulas: usando empujadores basculantes o palancas. Este diseƱo es mĆ”s simple, mĆ”s fiable y mĆ”s compacto. La posiciĆ³n superior del Ć”rbol de levas se ha vuelto mĆ”s comĆŗn.
Por nĆŗmero de Ć”rboles de levas
Los motores en lĆnea pueden equiparse con uno o dos Ć”rboles de levas. Los motores con un solo Ć”rbol de levas se designan con la abreviatura SOHC(Ćrbol de levas en cabeza simple), y con dos - DOHC(Doble Ć”rbol de levas). Un eje se encarga de abrir las vĆ”lvulas de admisiĆ³n y el otro de las de escape. Los motores en V usan cuatro Ć”rboles de levas, dos para cada banco de cilindros.
Por nĆŗmero de vĆ”lvulas
La forma del Ć”rbol de levas y el nĆŗmero de levas dependerĆ” del nĆŗmero de vĆ”lvulas por cilindro. Puede haber dos, tres, cuatro o cinco vĆ”lvulas.
La opciĆ³n mĆ”s simple con dos vĆ”lvulas: una para admisiĆ³n y otra para escape. Un motor de tres vĆ”lvulas tiene dos vĆ”lvulas de admisiĆ³n y una de escape. En la versiĆ³n con cuatro vĆ”lvulas: dos de admisiĆ³n y dos de escape. Cinco vĆ”lvulas: tres de admisiĆ³n y dos de escape. Cuantas mĆ”s vĆ”lvulas de admisiĆ³n, mĆ”s mezcla de aire y combustible ingresa a la cĆ”mara de combustiĆ³n. En consecuencia, se aumentan la potencia y la dinĆ”mica del motor. Hacer mĆ”s de cinco no permitirĆ” el tamaƱo de la cĆ”mara de combustiĆ³n y la forma del Ć”rbol de levas. Las cuatro vĆ”lvulas por cilindro mĆ”s utilizadas.
Por tipo de unidad
Hay tres tipos de accionamientos de Ɣrbol de levas:
- Engranaje. Esta opciĆ³n de accionamiento solo es posible si el Ć”rbol de levas estĆ” en la posiciĆ³n inferior del bloque de cilindros. El cigĆ¼eƱal y el Ć”rbol de levas son accionados por engranajes. La principal ventaja de tal unidad es la confiabilidad. Cuando el Ć”rbol de levas estĆ” en la posiciĆ³n superior de la culata, se utilizan tanto la transmisiĆ³n por cadena como por correa.
- Cadena. Esta unidad se considera mĆ”s confiable. Pero el uso de la cadena requiere condiciones especiales. Para amortiguar las vibraciones, se instalan amortiguadores y la tensiĆ³n de la cadena se regula mediante tensores. Se pueden utilizar varias cadenas en funciĆ³n del nĆŗmero de ejes.
El recurso de la cadena es suficiente para un promedio de 150-200 mil kilĆ³metros.
Se considera que el principal problema de la transmisiĆ³n por cadena es un mal funcionamiento de los tensores, amortiguadores o una rotura en la propia cadena. Con una tensiĆ³n insuficiente, la cadena durante el funcionamiento puede deslizarse entre los dientes, lo que conduce a una violaciĆ³n de la sincronizaciĆ³n de la vĆ”lvula.
Ayuda a ajustar automĆ”ticamente la tensiĆ³n de la cadena. tensores hidraulicos. Estos son pistones que presionan el llamado zapato. El zapato se une directamente a la cadena. Se trata de una pieza con un recubrimiento especial, curvada en arco. Dentro del tensor hidrĆ”ulico hay un Ć©mbolo, un resorte y una cavidad de trabajo para aceite. El aceite ingresa al tensor y empuja el cilindro al nivel correcto. La vĆ”lvula cierra el paso de aceite y el pistĆ³n mantiene la tensiĆ³n correcta de la cadena en todo momento.Los compensadores hidrĆ”ulicos en una correa de distribuciĆ³n funcionan segĆŗn un principio similar. El amortiguador de cadena absorbe las vibraciones residuales que no han sido amortiguadas por el zapato. Esto garantiza un funcionamiento perfecto y preciso de la transmisiĆ³n por cadena.
El mayor problema puede provenir de un circuito abierto.
El Ć”rbol de levas deja de girar, pero el cigĆ¼eƱal continĆŗa girando y moviendo los pistones. Los fondos de los pistones llegan a los discos de las vĆ”lvulas, provocando su deformaciĆ³n. En los casos mĆ”s severos, el bloque de cilindros tambiĆ©n puede daƱarse. Para evitar que esto suceda, a veces se utilizan cadenas de dos hileras. Si uno se rompe, el otro sigue funcionando. El conductor podrĆ” corregir la situaciĆ³n sin consecuencias.
- cinturĆ³n.La transmisiĆ³n por correa no requiere lubricaciĆ³n, a diferencia de la transmisiĆ³n por cadena.
El recurso del cinturĆ³n tambiĆ©n es limitado y tiene un promedio de 60-80 mil kilĆ³metros.
Se utilizan correas dentadas para un mejor agarre y fiabilidad. Este es mĆ”s sencillo. Una correa rota con el motor en marcha tendrĆ” las mismas consecuencias que una cadena rota. Las principales ventajas de una transmisiĆ³n por correa son la facilidad de operaciĆ³n y reemplazo, el bajo costo y la operaciĆ³n silenciosa.
Del funcionamiento correcto de todo el mecanismo de distribuciĆ³n de gas depende el funcionamiento del motor, su dinĆ”mica y potencia. Cuanto mayor sea el nĆŗmero y el volumen de cilindros, mĆ”s complejo serĆ” el dispositivo de sincronizaciĆ³n. Es importante que cada conductor comprenda la estructura del mecanismo para notar un mal funcionamiento a tiempo.
