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sistema de distribucion

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  • 1. SISTEMA DE DISTRIBUCIONAPRENDIZ: OLGER GUERRERO SANCHEZ. ING. CARLOS DIAZ. SENA REGIONAL ARAUCA
  • 2. TABLA DE CONTENIDO1. LA DISTRIBUCION2. SISTEMAS DE DISTRIBUCION3. ELEMENTOS QUE COMPONEN EL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN.4. SISTEMAS DE MANDO DE LA DISTRIBUCIÓN.
  • 3. LA DISTRIBUCION LA DISTRIBUCIÓNes el conjunto de elementosque, debidamentesincronizados con el giro delcigüeñal, se encargan deabrir o cerrar las válvulaspara que la mezcla, en elmotor Otto, y el aire, en elmotor Diesel, entren en elcilindro en el momentoadecuado y los gasesquemados, una vezutilizados, fluyan hacia elexterior. Sección del sistema de lubricación de un motor. SIGUIENTE
  • 4. FUNCION Su función: • Abrir y cerrar las válvulas de admisión Y escape. • Las válvulas son accionadas Por el árbol de levas que lo mueve el cigüeñal. • Cada cilindro tiene al menos Dos válvulas. SIGUIENTE
  • 5. La distribución juega un papel muyimportante a la hora de realizar el cálculode un motor, ya que es la responsableentre otros aspectos de conseguir elmáximo rendimiento térmico del motor y,a su vez, los mínimos consumos decombustible y las menores emisionescontaminantes. Por ello el cómputo delmomento exacto de la apertura de lasválvulas, así como del tiempo o gradosde giro del cigüeñal que debenpermanecer abiertas, es el resultado denumerosos estudios y pruebas. INICIO
  • 6. SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN Con lumbreras (motores de dos tiempos). Con válvula rotativa. Con válvulas laterales en bloque. Con válvulas en cabeza (en la culata). INICIO
  • 7. CON LUMBRERAS• En los motores de dos tiempos, la admisión de la mezcla y el escape de los gases quemados no se Tiempo Admisión explosión y expansión efectúan a través de las de la mezcla en el cárter y válvulas sino a través de un compresión conjunto de orificios en el cilindro que, convenientemente obturados por el propio pistón, permiten que se Transferencia de la cumpla la distribución Escape y precomprencion mezcla y barrio. (motor de 2 tiempos). INICIO
  • 8. CON VÁLVULA ROTATIVADenominada tambiénde disco rotativo. Enalgunos motores de dostiempos de altorendimiento, laadmisión de la mezcla alcárter se consigue através de un disco quesolidario al cigüeñal Distribución con válvula rotativaobtura o no el conductode admisión. SIGUIENTE
  • 9. En estos dibujos se recogen los ejemplosmás significativos de válvulas rotativas detipo de disco. El primer ejemplo se refiere auna válvula montada directamente en elcigüeñal, mientras que los demás requierenun eje auxiliar. En rojo se indica el discorotativo y en verde el flujo de la mezclacarburada. INICIO
  • 10. 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. INICIO
  • 11. 1.Válvula. 2.Guía de válvula. 3.Reglaje. 4.Empujador. 5.Excéntrica.Distribución con válvulas laterales INICIO
  • 12. CON VÁLVULAS EN CABEZA (EN LA CULATA)En los motores con válvulas 1.Reglaje.en cabeza, el árbol de levas 2.Ejepuede montarse tanto en el balancín.bloque como en la culata. 3.Balancín. 4.Varilla.Si el árbol de levas está 5.Empujador 6.Excéntrica.montado en el bloque, elmovimiento se transmite a lasválvulas mediante unempujador, una varilla y unbalancín dotado de unsistema mecánico de reglaje o Distribución con válvulas de cabeza.un empujador hidráulico. SIGUIENTE
  • 13. Si el árbol (o los árboles)de levas Distribuciónestá situado en la culata, las con dossoluciones posibles son múltiples válvulasy también muy diferentes. alineadas, El árbol de levas puede ser único mando1ACT = 1 Árbol di Comando in mono-árbolTesta (SOHC, del inglés Single O directo .ver Head Camshaft = un árbol delevas en la culata) o doble por Distribuciónculata 2ACT (DOHC del inglés con dosDoublé O ver Head Camshaft = válvulasdoble árbol de levas en la culata),en este último caso un árbol en V concontrola las válvulas de admisión mandoy el otro las de escape. directo y La distribución tipo 1ACT se llama dos árboles.también mono-árbol, la de 2ACTse llama bi- Árbol. Estos dos últimos sistemas son los más empleados actualmente en la construcción de motores para el automóvil. INICIO
  • 14. ELEMENTOS QUE COMPONEN EL SISTEMA DE LA 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. INICIO
  • 15. 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 Árbol de levas. apertura de las válvulas y otras para dar movimiento a otros órganos. El árbol de levas recibe movimiento desde el cigüeñal. SIGUIENTE
  • 16. • Las levas o excéntricas provocan un Transformación del movimiento movimiento oscilatorio del circular de la leva elemento causante de En el alternativo Empujador. la apertura de la válvula.• El elemento que provoca la apertura de Árbol de levas. la válvula, cuando está sujeta a un movimiento rectilíneo de traslación, recibe el nombre de empujador. 1.excentricas. 2.soportes SIGUIENTE
  • 17. • Cuando al mismo tiempo cumple un movimiento oscilante de rotación alrededor de un eje o punto de apoyo, toma el nombre de balancín. Transformación del movimiento circular De la leva en oscilante del balancín. SIGUIENTE
  • 18. • 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. Cierre de la válvula Cierre de la válvula guiada por la leva. guiada por la leva. SIGUIENTE
  • 19. En el proyecto del árbolde levas la fase másdelicada la representa eldiseño de las excéntricas.En realidad, el perfil deéstas determina elmomento de lasaperturas de las válvulas,los tiempos de apertura yla elevación de las Perfil de la excéntrica de un árbol de levas.mismas (determinando eldiagrama dedistribución). SIGUIENTE
  • 20. • 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 circulo 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). SIGUIENTE
  • 21. • 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 zonas del perfil de una leva. choque entre la excéntrica y el empujador, asegurando un funcionamiento silencioso. INICIO
  • 22. EMPUJADORES• 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. EJEMPLO
  • 23. 1.Excéntrica. 1.Tornillo de reglaje.. • 2.Espesor de reglaje. 2.Eje de balancines. 3.Empujador. 3.Balancín. 4.Varilla. 5.Empujador. 6.Excéntrica Empujador de tasa de mando directo.Empujador dispuestos en El bloque. SIGUIENTE
  • 24. En cada uno de lossistemas indicados elempujador tiene lamisión de absorber elempuje lateral que segenera por el contactocon la leva. Debido alas buenas condicionesde lubricación entreambos, este empuje Empuje laterallateral se ve reducido. SIGUIENTE
  • 25. Normalmente los empujadores utilizados enlos motores del automóvil son de superficieprácticamente plana y están fabricados enfundición dura, templándolos, cementandolos o nitrurándolos después.Para evitar que la leva se deslice siempre porel mismo sitio, pudiendo producir undesgaste, el centro del empujador seencuentra ligeramente desplazado del centrode la leva, obteniéndose de éste modo unmovimiento giratorio. INICIO
  • 26. VARILLA EMPUJADORALa varilla empujadora esun elemento intermedioque se monta entre elempujador y el balancín;su misión es trasladar elmovimiento lineal delempujador hasta elbalancín para que éste lotransforme en oscilatorio.Están construidas en Empujador varilla y balancín.acero al carbono oincluso en aleacionesespeciales con titanio,con el fin de aligerar supeso y evitar las inercias. INICIO
  • 27. 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 Diferentes tipos de balancines. aleación de aluminio. En uno de sus extremos normalmente existe un dispositivo que permite la regulación del juego de las válvulas. INICIO
  • 28. SISTEMAS DE REGULACIÓN DEL JUEGO ENTRE LAS LEVAS Y LAS VÁLVULAS• 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 Distintos sistemas de reglaje por tornillo. regulación ubicado en el balancín o en el propio empujador. SIGUIENTE
  • 29.  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. Reglaje por medio de espesores. SIGUIENTE
  • 30. Mediante los taqués de accionamientohidráulico se elimina el juego entre laválvula y el empujador, disminuyendonotablemente el ruido característico detaqués.El reglaje por tanto entre la válvula y elempujador se efectúa automáticamentedebido a la presión del aceite del circuitode lubricación del motor. Los empujadoreshidráulicos pueden ir montados de lamisma forma que un empujador normal. INICIO
  • 31. VÁLVULAS • 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 enVÁLVULAS ellas. EJEMPLO
  • 32. válvula. la presión que se produce al subir el pistón durante la comprensión favorece el cierre de las válvulas. siguiente
  • 33. • La válvula. es una pieza en forma de hongo, en la que el sombrerete o cabeza de válvula es el elemento obturador.• La superficie de su borde exterior (asiento cabeza de válvula) es de forma tronco- cónica para mejorar la estanqueidad; esta superficie se apoya sobre el asiento de la culata que también tiene forma cónica y está Conicidad de la válvula y del asiento. debidamente rectificado a un ángulo ligeramente menor que el de la cabeza de la válvula, consiguiéndose mejorar la estanqueidad de cierre entre ambos elementos durante su funcionamiento. SIGUIENTE
  • 34. • La cabeza es solidaria al vástago o cola de la válvula con un amplio radio de 1.Semiconos. unión para reducir el 2.Platillo efecto de entalladura y del superior. mismo modo facilitar el 3.Muelle. flujo de calor hacia el 4.Platillo inferior. propio vástago.• Este último elemento es cilíndrico y sirve para guiar el movimiento y transmitir Válvula semiconos y muelles. a la cabeza la carga del muelle de retorno, por medio de los semiconos que se fijan a una o varias gargantas situadas en su extremo. SIGUIENTE
  • 35. • 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, seVálvula de escape refrigerada fabrican huecas y se rellenan de sodio. por Sodio. SIGUIENTE
  • 36. • 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 Evacuación del calor. longitud de la guía y el diámetro del vástago son mayores (al ser mayor la superficie de transmisión de calor). SIGUIENTE
  • 37. Esta es una de las razones por la que lasválvulas de escape son de menordiámetro que las de admisión. Por ello esmejor utilizar dos válvulas de escape queuna sola de diámetro mayor.El calor que la válvula recibe de los gasescalientes se disipa en un 75% por elasiento y el 25% restante por la guía. INICIO
  • 38. MUELLES PARA LAS VÁLVULAS.El muelle es un elemento mecánico que puedealmacenar energía debido a las propiedadeselásticas del material con el que ha sidofabricado. Cualquiera que sea la forma ymaterial del muelle, su comportamiento sepone de relieve con su curva característica, queexpresa la relación entre la carga aplicada almuelle y la deformación que ésta le produce. SIGUIENTE
  • 39.  Muelle de válvula • Tienen la misión de cerrar las válvulas y de mantenerlas cerradas mientras la leva no las habrá; 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 podríanMuelle de válvula provocarles la rotura por fatiga. SIGIENTE
  • 40. Proceso del funcionamiento en el muelle de válvula.• 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. 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. SIGUIENTE
  • 41. • 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. SIGUIENTE
  • 42. • 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, Muelle interior con arrollamiento en sentido opuesto absorban las vibraciones Para absorber vibraciones del muelle exterior. del muelle principal, evitando de este modo que las válvulas entren así en flotación. SIGUIENTE
  • 43. • Las vibraciones de la cadena cinemática también influyen en los Vibración del muelle válvula. 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 A. Muelle sin carga. muelle (carga con B. Sucesivas deformaciones del impulso), a causa de la muelle cargado con impulso. 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. SIGUIENTE
  • 44. • 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. SIGUIENTE
  • 45. 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 Distribución con mando Desmodromico. a un mecanismo, quedando obligadas a cerrarse según un procedimiento mecánico, que no concede alternativas. INICIO
  • 46. SISTEMAS DE MANDO DE LA 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 reenvió. De cadena. De correa dentada.  combinación de dos sistemas distintos. INICIO
  • 47. 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.). SIGUIENTE
  • 48. • Para conseguir mayor Mando por engranaje. uniformidad y menor rumorosidad en el funcionamiento, el dentado de los piñones es helicoidal, incluso para disminuir aún más la rumorosidad pueden Modo de la distribución por engranaje. montarse fabricados en fibras sintéticas, siempre que el par a transmitir no sea muy elevado. INICIO
  • 49. POR ÁRBOL DE REENVÍOEl sistema por árbol de por árbol de reenvió.reenvío se suele utilizar enlos motores para disminuirlas partes en movimientoalternativo y evitar losinconvenientesdimensionales de otro tipode accionamiento. Sistema de la distribución porEstá constituido por un eje, árbol de reenvió.perpendicular al cigüeñal,que recibe y transmite elmovimiento a través deunos engranajes. INICIO
  • 50. 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 Sistema de mando tensa mediante un muelle De la distribución por cadena. regulable o mediante la presión del lubricante (tensor hidráulico). SIGUIENTE
  • 51. • 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. sistema de mando de la distribución por cadena. La cadena puede ser de doble fila (cadena dúplex) o del tipo silenciosa (cadena Morse). INICIO
  • 52. 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 contra rotantes). SIGUIENTE
  • 53. También en este sistema, semontan tensores paramantener la correa a latensión adecuada durantesu funcionamiento, latensión de éstos puede sercontrolada por undinamómetro, por muellestarados (siendo estos dos Árboles contra rotantessistemas bloqueados en elmontaje de la correa) o porla presión de aceite delcircuito de engrase delmotor. SIGUIENTE
  • 54. Sistema por correa dentada.• 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 Sistema de mando de la distribución durante toda su vida por correa dentada. útil. INICIO
  • 55. COMBINACIÓN DE DOS SISTEMAS DIFERENTESCORREA Y PIÑONES.A veces en la distribución con dos árboles, la correa mueve sólouno de los ejes, mientras que el movimiento se transmite alotro árbol mediante engranajes o con una cadena.Esta disposición es ventajosa cuando los árboles de levasestán muy cerca uno del otro a causa del pequeño ánguloexistente entre las válvulas. En este caso, de hecho, el uso dedos ruedas exteriores, forzosamente de diámetro reducidopara no interferir entre ellas, obliga a la adopción de unpiñón en el cigüeñal de diámetro demasiado pequeño, nocompatible con las características de la correa. Lo mismosucede con el mando tipo cadena. EJEMPLO
  • 56. Mando de engranajes internos1.Engranaje exterior.2.Correa dentada.3.Engranajes internos.4.Árboles de levas. Mando distribución con reenvío de engranajes internos. SIGUIENTE
  • 57. CADENA Y ENGRANAJES.En este sistema el Mando por cadenaaccionamiento desde elcigüeñal hasta el árbolde levas de admisión serealiza mediante unacadena, mientras que latransmisión entre elárbol de levas deadmisión y el de escapese hace por medio de 1.Engranaje conducido. 2.Engranaje conductor.un engranaje. 3.Patín móvil. 4.Patín fijo. 5.Cadena de distribución. EJEMPLO
  • 58. Reenvió por engranajes. INICIO

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