Cómo funciona un árbol de levas

Como funciona un árbol de levas

El árbol de levas es una pieza fundamental de los motores de combustión interna por la sencilla razón de que mantiene un perfecto timing en la apertura y cierre de las válvulas, permitiendo que la combustión sea óptima y que cada una de las carreras se dé en el debido tiempo.

Qué es el árbol de levas en un automóvil?

El árbol de levas es una suerte de temporizador mecánico que trabaja en intervalos cíclicos y que puede denominarse también como programador mecánico. Este se constituye por un eje sobre el cual se colocan diferentes levas con tamaños y formas variadas. Las levas se orientan de distintas maneras para poder activar las válvulas, en función del tiempo que cada una necesite.

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Por lo general, está confeccionado en hierro fundido, pues las levas son elementos de hierro con forma ovoide. Los tamaños y la disposición de la levas varían para poder activar varios mecanismos.

Para qué sirve el árbol de leves de un automóvil?

Aunque el árbol de levas puede usarse en diferentes aplicaciones, el empleo más frecuente es el que se relaciona con los motores de combustión interna alternativos. Es la pieza encargada de controlar la apertura y el cierre de válvulas, así como la duración de dicha fase de apertura, lo que permite renovar la carga en las etapas de admisión y el escape de gases en cilindros.

Es importante mencionar que no lo hace directamente, sino a través de un botador, pieza que le quita el movimiento lateral de las levas, además de absorver el impacto de las mismas, para transmitirlo con mayor suavidad a las válvulas (que tienen mucha mayor sensibilidad).

La leva puede transformar el movimiento circular en un movimiento rectilíneo. Esta capacidad es precisamente la que permite activar las válvulas de escape y de admisión del motor de un automóvil.

Una vez que se genera el movimiento circular en el cigüeñal y es transmitido por el sistema de distribución, el árbol de levas permite la apertura y el cierre de las válvulas, completando de esta forma el proceso de explosión regulada del motor de combustión interna.

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Como funciona un árbol de levas?

El aspecto más importante del funcionamiento del árbol de levas es la trasformación del movimiento circular en lineal. Esto se logra gracias a la forma y a la disposición de las levas.

Cuando se trasmite el movimiento giratorio a través de la correa de tiempo hacia el árbol de levas, el movimiento de 360º posee la capacidad de abrir las válvulas de admisión y cerrar las válvulas de escape.

La fundamental de este proceso radica en que es la apertura y el cierre de las diferentes válvulas de forma controlada lo que provoca la ignición dentro de la recamara de combustión. Finalmente, todo este mecanismo se aprovecha para movilizar el automóvil.

Partes de un árbol de levas

    • Tronco: Es la barra propiamente; conectada en los extremos por engranajes propios del tronco (no anexados, sino que son parte de la pieza); el ritmo lo regula el sistema de distribución (ya sea por cadena o correa).
    • Levas: Son la forma de marcar el timing; en función de su calado, rampa y cresta, determinaremos el ritmo y tiempo de apertura y cerrado de las válvulas.
    • Muñones de apoyo: Son piezas de apoyo, hierro macizo y parte del propio árbol de levas; aporta estabilidad y durabilidad a la pieza; suele haber entre 2 y 4 por árbol de levas.
    • Piñol de accionamiento del distribuidor – Por la posición, y su forma, permite conectar el correspondiente del distribuidor, es importante para que mantenga el mismo ritmo y timing con la apertura de las válvulas.
    • Leva excéntrica para la bomba de combustible – Al igual que sucede con el distribuidor, la bomba de combustible necesita funcionar en un timing perfecto con las válvulas y los tiempos del motor, por lo tanto el ritmo lo debe marcar el mismo arbol de levas; es simplemente una moldura que le da los tiempos de apertura y cierre a la bomba de combustible.

Tipos de árbol de levas

Los motores se han ido desarrollando, adecuando cada una de las piezas y mecanismos que lo integran. El árbol de levas también ha sufrido cambios y mejoras, por lo que en la actualidad hay dos clases principales de esta pieza.

Árbol de levas simple – SOCH (Single Overhead Camshaft)

Árbol de leva SOCH (Single Overhead Camshaft)

El árbol de levas de cabeza simple es el que emplea una sola configuración, es decir, un solo árbol se encarga de hacer la apertura de válvulas y el cierre de las mismas. Dicho en distintas palabras, en una única vuelta y gracias a la posición de las levas (comúnmente en sentidos opuestos), se lleva a cabo la apertura y el cierre de válvulas, mientras que el cigüeñal, hace el proceso de transmisión de movimiento hacia los pistones.

Árbol de leva doble – DOCH (Double Overhead Camshaft)

Árbol de leva DOCH (Double Overhead Camshaft)

El árbol de leva compuesto de doble cabeza emplea dos mecanismos o dos árboles para hacer el proceso de apertura y cierre de válvulas, ambos interconectados para que haya perfecta sincronía. De esta forma, un árbol se dedica a la apertura de válvulas y el otro, al cierre. Esto va aconteciendo a medida que el cigüeñal hace todo el recorrido del proceso de combustión.

Calado y rampas de una leva

La altura de la cresta, la agresividad con que crece la rampa, y el tamaño y forma de los flancos, hacen a cada una de las levas; esto significa que la forma de esta pieza hace al momento, velocidad y tiempo tanto de la apertura como cierre de las válvulas, y por lo tanto hace al rendimiento general del motor, porque es lo que determina todo lo relacionado a los tiempos y la combustión.

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