El Maquinante: MTD UNINAD N°7 MECANISMO DE VALVULAS Parte 2 Puesta a punto de la distribución.

miércoles, 15 de junio de 2016

MTD UNINAD N°7 MECANISMO DE VALVULAS Parte 2 Puesta a punto de la distribución.

PUESTA A PUNTO DE LA DISTRIBUCIÓN

LA DISTRIBUCIÓN
Se llama distribución al conjunto de piezas que regulan la entrada y salida de gases en el cilindro, y la inyección del combustible. Este sistema debe estar en perfecto sincronismo con el cigüeñal, para que las aperturas y cierres de las válvulas, y el inicio de la inyección del combustible en ralenti se produzcan con arreglo a las sucesivas posiciones del pistón dentro del cilindro y en los momentos adecuados. Estas posiciones y momentos han sido estudiados en los diagramas corregidos de la UNIDAD 4: CICLOS DE DOS Y CUATRO TIEMPOS

La distribución esta formada por los siguientes componentes:

Las válvulas con sus muelles, asientos, guías y elementos de fijación.
El árbol de levas y elementos de mando.
Vínculo entre el cigüeñal y los distintos elementos sincronizados.(engranajes, correa, etc)
Los empujadores y balancines.
Engranaje conductor de la bomba de inyección.

Componentes de la distribución en una tapa con doble árbol de levas a la cabeza.

Mando de la distribución
El movimiento de rotación del árbol de levas se realiza directamente desde el cigüeñal, para la cual se emplean distintos sistemas de transmisión a base de:

Ruedas dentadas.(utilizado en motores medianos y grandes)
Cadena de rodillos.(usado generalmente en motores chicos y medianos)
Correa dentada.(usado generalmente en motores automotrices chicos)

Sea cual sea el tipo de transmisión empleada, en los motores de cuatro tiempos, la velocidad de giro en el árbol de levas tiene que ser la mitad que en el cigüeñal, por lo que los piñones de mando acoplados a los árboles conducido y conductor tienen que estar en la relación 2/1, es decir, que el número de dientes del piñón conducido (árbol de levas) tiene que ser el doble que el piñón conductor (cigüeñal).
El accionamiento de la distribución ademas de transmitir movimiento al árbol de levas, mueve también dependiendo de los motores: la bomba de agua, la bomba de lubricación, la bomba de barrido en motores diésel de dos tiempos, y la bomba de inyección en en todos los motores Diesel.

Transmisión por ruedas dentadas
Cuando la distancia entre el cigüeñal y el árbol de levas es corta, la transmisión se realiza por medio de dos piñones en toma constante, que están en relación dimensional ya indicada. En este caso el giro de ambos árboles se realiza en sentido contrario, lo cual debe tenerse en cuenta para la puesta a punto de la distribución y del encendido.

Cuando la distancia entre el cigüeñal y árbol de levas es mucho mayor y no permite el acoplamiento directo de dos ruedas, se suele montar un tren simple de engranajes con una rueda intermedia. Este montaje consiste en disponer de un piñón intermedio que gira libre entre el piñón del cigüeñal y el piñón del conducido. Dicho piñón intermedio no interviene en la relación de transmisión, por lo que el número de dientes de esta rueda es indiferente, aunque suele ser el mismo que el del piñón conducido.
En este montaje el sentido de giro en ambos árboles es el mismo, porque la rueda intermedia cambia el sentido de giro que aporta el cigüeñal.
Para obtener una transmisión lo mas silenciosa posible se emplean piñones de dientes helicoidales que, al tener mayor superficie de contacto, ofrecen un mayor grado de recubrimiento y, por consiguiente, un engrane más suave y continuo. Para que aún sea mas silenciosa la marcha, en ocasiones se lubrican con aceite, montando el tren en el interior de un cárter cerrado herméticamente, llamado cárter de la distribución.

Transmisión por cadena de rodillos
La cadena sirve para transmitir el movimiento entre el cigüeñal y el árbol de levas independientemente de la distancia que exista entre ambos. Por lo tanto la cadena se puede utilizar tanto si el árbol de levas va situado en el bloque motor o en la culata.
La distribución por cadena lleva dos piñones principales situados en el cigüeñal y el árbol de levas. El piñón del cigüeñal arrastra la cadena que a su vez arrastra los demás piñones. La cadena de rodillos puede ser simple o doble.
La cadena tiene la ventaja de su larga duración y menor mantenimiento, pero tiene el inconveniente de que la cadena con el tiempo se desgasta y esto provoca que aumente su longitud, produciendo un desfase en la distribución y un aumento en el nivel de ruidos. Estos inconvenientes son mas apreciables cuanto mas larga sea la cadena.
Las cadenas utilizadas para accionar la distribución pueden ser como se ver en la figura inferior: cadena de rodillos y cadena silenciosa.

En la figura inferior podemos ver el accionamiento de la distribución de un motor con el árbol de levas en el bloque (OHV)

En la figura inferior podemos ver el accionamiento de la distribución de un motor con el árbol de levas situado en la culata (OHC).

Se utiliza un tensor de cadena para mantener la cadena tirante y compensar los efectos del desgaste. La cadena cuando arrastra los distintos piñones que conforman el accionamiento de la distribución, se mantiene tensa por un lado mientras que por el otro esta destensada. En la parte que queda destensada es donde se instala el tensor. La posición del tensor dependerá por lo tanto del sentido de giro del motor.

Accionamiento por correa dentada
Es el sistema de accionamiento mas utilizado actualmente en motores automotrices. Tiene la ventaja de un costo relativamente económico, con una transmisión totalmente silenciosa, pero con el inconveniente de una duración mucho mas limitada.
En los motores automotrices actuales, es tendencia generalizada montar el árbol de levas en la culata (OHC, DOHC), por lo que el accionamiento de la distribución se hace con correas de gran longitud. El material de las correas dentadas es el caucho sintético y fibra de vidrio (neopreno), que tienen la característica de ser flexibles para adaptarse a las poleas de arrastre y por otra parte no se estiran ni se alteran sus dimensiones. También tienen la ventaja de tener un funcionamiento muy silencioso, son mas ligeras, mas fácil de reemplazar y no necesitan engrase.

No estudiaremos aquí la estructura y detalles de las correas dentadas por no ser de aplicación en los motores navales. Para mas detalles acerca de ellas, pueden consultar: http://www.aficionadosalamecanica.net/motor-distribucion.htm

PUESTA A PUNTO DE LA DISTRIBUCIÓN
Es encontrar la posición relativa del árbol de levas con respecto al cigüeñal para que el conjunto cumpla con el reglaje de distribución del motor.
Existen varios métodos para encontrar la sincronización correcta.

Coincidencia de marcas sobre los engranajes entre si.
Coincidencias de marca de engranajes con punteros.
Colores que deben aparecer en tapas.
Cantidad de eslabones entre engranajes.

Marca de puesta a punto en el volante de inercia.

Marcas de puesta a punto en el damper.

Marca de puesta a punto en el engranaje conductor de un árbol de levas a la cabeza.

Marcas de puesta a punto en un tren de engranajes.

IMPORTANTE:

Siempre que se arme el sistema de distribución, verificar la sincronización.
Cuando se cambie un engranaje usado por uno nuevo y no tenga marca, debe encontrarse la sincronización con ayuda de algún movimiento.

Ubicación típica de los engranajes en un tren de distribución.

Distribución a cadena en un motor diesel marino.

Toda vez que se cambia una pieza (cadena o engranaje) se debe cambiar todos los componentes, ya que se gasta todo y no se puede adaptar un componente nuevo a algo gastado.
Cuando los componentes de la distribución de un motor carezcan de marcas o cuando sea necesario hacer ciertas correcciones en el reglaje de la misma, existe una herramienta muy útil para solucionar el problema. Es el Disco de Puesta a Punto, conocido también como "Distribuscopio"(aunque en realidad el Distribuscopio es una máquina para poner a punto distribuidores de motores nafteros).
Esta herramienta es un disco graduado que se instala el el extremo libre del cigüeñal, y con la ayuda de un comparador y el diagrama circular corregido correspondiente al motor, se podrá lograr una puesta a punto óptima del motor.

Disco de puesta a punto de la distribución (llamado también distribuscopio)

Instalación típica del disco de puesta a punto de la distribución

Para mas detalles sobre esta herramienta ver Disco para puesta a punto de motores

Detalles a tener en cuenta en una transmisión con cadena

MANTENIMIENTO DE LA DISTRIBUCIÓN:
VÁLVULAS Y ASIENTOS:

Inspección del asiento, corrosión y espesor de la cabeza de válvula.
Medición del diámetro del vástago.
Perpendicularidad del vástago con la cabeza.
Ancho del asiento.
Largo del vástago.
Rectificación de válvulas y asientos.
Control del cierre.
Luz de válvulas.
Control del estado de los resortes.

Herramienta para medir la tensión de los resortes de válvulas

Comprobación de la tensión de los resortes sin la herramienta especial.
Un resorte debilitado puede dar lugar a desgastes y daños en el asiento de la válvula. Como a bordo, por lo general no se dispone de un probador de resortes,se puede proceder como indica la figura. Montando el resorte usado y uno nuevo, una a continuación del otro, entre la mesa y el eje de un taladro de pie, accionar el avance, comprimirlos y medir la longitud de ambos bajo compresión.
Si el usado se acorta apreciablemente mas que el nuevo es que esta vencido y será necesario reemplazarlo.

Arandelas suplemento de resortes de válvulas (golillas)

Rectificadora de asiento de válvula

Rectificadora de asiento de válvula en tapa.

Medición de altura de válvula.

Rectificación de guía de válvula

Medición de la luz de válvulas.

Juego de Sondas Mecánicas para medir huelgos.

Comprobación del asiento de vávula con pasta "Azul dePrusia".

El área de contacto de la válvula no solo es importante por la estanqueidad del cilindro, sino también porque es el medio principal por el cual se refrigera la cabeza de la válvula, así que su superficie de contacto ha de ser lo suficientemente ancha como para refrigerar y lo suficientemente angosta como para que no quede atrapado ningun resto de carbón y complique el cierre de la misma.