Diferencias de los motores segun la distribución utilizada

5/7/2018 Diferencias de los motores segun la distribución utilizada - slidepdf.com

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Diferencias de los motores segun la distribuciónutilizada

Indice del curso

La distribución comprende el grupo de elementos auxiliares necesarios para el funcionamiento delos motores de cuatro tiempos. Su misión es efectuar la apertura y cierre de las válvulas en lostiempos correspondientes del ciclo de admisión y escape, sincronizadas con el giro del cigüeñal,del cual recibe movimiento.

Según la distribución utilizada la forma constructiva de los motores cambia. Hay tres tipos dedistribuciones: SV, OHC y OHV.El sistema SV no se utiliza desde hace tiempo ya que las válvulas no están colocadas en la culata

sino en el bloque motor, lo que provoca que la cámara de compresión tenga que ser mayor y eltamaño de las cabezas de las válvulas se vea limitada.

El sistema OHV (OverHead Valve): se distingue por tener el árbol de levas en el bloque motor ylas válvula dispuestas en la culata. La ventaja de este sistema es que la transmisión de movimientodel cigüeñal a el árbol de levas se hace directamente por medio de dos piñones o con lainterposición de un tercero, también se puede hacer por medio de una cadena de corta longitud. Loque significa que esta transmisión necesita un mantenimiento nulo o cada muchos km (200.000).La desventaja viene dada por el elevado numero de elementos que componen este sistema lo quetrae con el tiempo desgastes que provocan fallos en la distribución (reglaje de taques) .

El sistema OHC (OverHead Cam): se distingue por tener el árbol de levas en la culata lo mismoque las válvulas. Es el sistema utilizado hoy en día en todos los coches a diferencia del OHV quese dejo de utilizar al final de la década de los años 80 y principio de los 90. La ventaja de estesistema es que se reduce el numero de elementos entre el árbol de levas y la válvula por lo que laapertura y cierre de las válvulas es mas preciso. Tiene la desventaja de complicar la transmisión demovimiento del cigüeñal al árbol de levas, ya que, se necesitan correas o cadenas de distribuciónmas largas que con los km. tienen mas desgaste por lo que necesitan mas mantenimiento.



Hay una variante del sistema OHC, el DOHC la D significa Double es decir doble árbol de levas,

utilizado sobre todo en motores con 3, 4 y 5 válvulas por cilindro.

.......tres válvulas por cilindro cuatro válvulas por cilindro

Accionamiento de la distribución según el sistemautilizado.



Sistema OHV Sistema OHC Sistema DOHC

Dentro del sistema OHC hay diferentes formas de accionar las válvulas

Árbol de levas actuandosobre el balancín

Árbol de levas por debajo del balancín Árbol de levas actuando

directamente sobre laválvula.

© 2010 MECANICAVirtual, la web de los estudiantes de automoción. Pagina creada por Danimeganeboy.

Actualizada: 4 Julio, 2010 . Estamos on-line desde: 24 Febrero de 2001

Diferencias de los motores segun la distribución

utilizada



Indice del curso

La distribución comprende el grupo de elementos auxiliares necesarios para el funcionamiento de

los motores de cuatro tiempos. Su misión es efectuar la apertura y cierre de las válvulas en lostiempos correspondientes del ciclo de admisión y escape, sincronizadas con el giro del cigüeñal,del cual recibe movimiento.

Según la distribución utilizada la forma constructiva de los motores cambia. Hay tres tipos dedistribuciones: SV, OHC y OHV.El sistema SV no se utiliza desde hace tiempo ya que las válvulas no están colocadas en la culatasino en el bloque motor, lo que provoca que la cámara de compresión tenga que ser mayor y eltamaño de las cabezas de las válvulas se vea limitada.

El sistema OHV (OverHead Valve): se distingue por tener el árbol de levas en el bloque motor ylas válvula dispuestas en la culata. La ventaja de este sistema es que la transmisión de movimientodel cigüeñal a el árbol de levas se hace directamente por medio de dos piñones o con lainterposición de un tercero, también se puede hacer por medio de una cadena de corta longitud. Loque significa que esta transmisión necesita un mantenimiento nulo o cada muchos km (200.000).La desventaja viene dada por el elevado numero de elementos que componen este sistema lo quetrae con el tiempo desgastes que provocan fallos en la distribución (reglaje de taques) .

El sistema OHC (OverHead Cam): se distingue por tener el árbol de levas en la culata lo mismoque las válvulas. Es el sistema utilizado hoy en día en todos los coches a diferencia del OHV quese dejo de utilizar al final de la década de los años 80 y principio de los 90. La ventaja de estesistema es que se reduce el numero de elementos entre el árbol de levas y la válvula por lo que laapertura y cierre de las válvulas es mas preciso. Tiene la desventaja de complicar la transmisión demovimiento del cigüeñal al árbol de levas, ya que, se necesitan correas o cadenas de distribuciónmas largas que con los km. tienen mas desgaste por lo que necesitan mas mantenimiento.



Hay una variante del sistema OHC, el DOHC la D significa Double es decir doble árbol de levas,utilizado sobre todo en motores con 3, 4 y 5 válvulas por cilindro.

.......tres válvulas por cilindro cuatro válvulas por cilindro

Accionamiento de la distribución según el sistemautilizado.



Sistema OHV Sistema OHC Sistema DOHC

Dentro del sistema OHC hay diferentes formas de accionar las válvulas

Árbol de levas actuando

sobre el balancín Árbol de levas por debajo del balancín

Árbol de levas actuando

directamente sobre la

válvula.

© 2010MECANICAVirtual

, la web de los estudiantes de automoción. Paginacreada por Dani meganeboy.Actualizada: 4 Julio, 2010 . Estamos on-line desde: 24 Febrero de 2001



Maniobra de válvulas(distribución)

Tiempo de maniobra de válvula (distribución), ángulo de abertura de válvula, tiempo deabertura de válvula

Explicación

La maniobra de válvulas (o distribución por válvulas) tiene por objeto regular la entrada de mezcla



combustible nueva (o aire puro) y la salida de los gases de la combustión. Es pues necesario que

en el instante preciso la válvula de admisión o la de expulsión se abra o se cierre.



En los motores de dos tiempos la mayoría de ellos no tienen válvulas y efectúan la distribución

mediante lumbreras (admisión, escape y carga) y el pistón.

1. Tiempos de maniobra de válvulas (tiempos de distribución)

Los tiempos de maniobra de válvulas indican cuando se abren y cierran las válvulas. La válvula de

admisión se abre antes del PMS y se cierra después del PMI; la de escape se abre antes del PMI y

se cierra después del PMS.

Los tiempos de maniobra de válvulas se dan en grados de cigüeñal o en milímetros de arco. Se

miden en el volante de impulsión a partir del PMS o del PMI.

Los tiempos de maniobra de válvulas se representan en el diagrama de distribución.

2. Angulo de abertura de válvula

El ángulo de abertura de válvula indica cuantos grados de giro del cigüeñal está abierta la válvula

de admisión o la de escape.

3. Tiempo de abertura de válvula

El tiempo de abertura de válvula indica qué fracción de segundo está abierta la válvula de admisiónpara la entrada de la mezcla de gas, o la que está abierta la de escape para la expulsión de losgases quemados.

Viene determinado por el ángulo de abertura de válvula y por las revoluciones n del motor.

Notaciones



Aa = Válvula admisión abre

Ac = Válvula admisión cierra

Ea = Válvula escape abre

Ec = Válvula escape cierra

E Aa = Abertura de la válvula de admisión antes del PMS [°AC]



E Ac = Cierre de la válvula de admisión después del PMI [°AC]

EEa = Abertura de la válvula de escape antes del PMI [°AC]

EEc = Cierre de la válvula de escape después del PMS [°AC]

E VA = Angulo de abertura de la válvula de admisión [°]

E VE = Angulo de abertura de la válvula de escape [° ]

tVa =Tiempo de abertura de la válvula de admisión [s]

tVe = Tiempo de abertura de la válvula de escape [s]

D = Diámetro sobre el cual están las marcas [mm]

VA = Válvula de admisión VE = Válvula de escape

AC = Angulo cigüeñal [°] I A =Longitud de arco [mm]

1. Tiempos de maniobra de válvulas

a) Magnitud del ar co en mm

El perímetro de la circunferencia es:



P = T x d = 360°

La longitud del arco para un 1° de giro del cigüeñal es: .

La = P = T x D

360 360

y para E° de giro del cigüeñal será:

La = T x D x E (AC) ( mm)

360°

En el diagrama de distribución representado, la válvula de admisión se abre 25° antes del PMS.Calcular la longitud del arco en el volante de impulsión sobre un diámetro de 250 mm.

L A = T x D x E (AC) = 250(mm) x 3,14 x 25° La = 54,5mm

360° 360°

b)Grados de ángulo del cigüeñal antes del PMS o del PMI

Despejando en la fórmula anterior, se tiene:

E AC = 360° x L A

D x T



E Aa E Ac } = 360° x L A ( °AC)

EEa EEc } D x T

NotaD es el diámetro del volante de impulsión o de la polea. Las marcas van grabadas en el perímetro

del volante o de la polea.

En el diagrama de distribución representado, la válvula de escape se abre 139,6 mm antes del PMI

en un volante de impulsión de 250 mm de diámetro. Calcular cuantos grados antes del PMI se abre

dicha válvula.

EEa = 360° x Lb [ °AC]

D x T

EEa = 360° x 139,6 = 64° antes del PMI

250 x 3,14

2. Angulo de abertura de válvula

Para calcular los ángulos de abertura de válvula se le suman 180° a los tiempos de maniobra

correspondientes :

E VA = E Aa + 180 + E Ac [° AC]

E VE = E Ea + 180 + E Ec [° AC]



En el diagrama de distribución representado, la válvula de admisión se abre 25° antes del PMS y

se cierra 51° después del PMI y la de escape se abre 64° antes del PMI y se cierra 12° después

del PMS. Calcular los ángulos de abertura de estas válvulas.

E VA = 25° + 180 + 51° = 256°

E VE = 64° + 180 + 12° = 256°

3.Tiempo de abertura de válvula

Tiempo t para 360° AC = 1 [min] Tiempo t para 1° AC = 1 [min]

N 360 x n

Tiempo t para E° AC = 1 x E [min] Conversión en segundos: t = E x 6 0 [s]

360 x n 360 x n

Tiempo de abertura = Angulo de abertura de válvula

de válvula 6 x Número de revoluciones

tVa = E VA [s] tVE = E VE [s]

6 x n 6 x n

Calcular los tiempos de abertura de VA y VE del ejemplo de arriba. El motor gira a 4000 1/min.

tVa = E v A = 256 = 0,0106 [s] tVE = E VE = 256 = 0,0106 [s]

6 x n 6 x 4000 6 x n 6 x 4000



Observación

El punto de encendido en los motores Otto de cuatro tiempos y el de inyección en los motores

Diesel se da igualmente en milímetros o en grados de cigüeñal.

el avance de las distribuciones

r un determinado numero de grados en el momento de apertura de las válvulas de admisión y escape, así como el retrasar su cierre con

a los puntos muertos superior e inferior de los brazos de manivela del cigüeñal, esta motivado por las siguientes razones de carácter de

to volumétrico que rige en el funcionamiento de todos los motores de combustión interna. Imaginémonos pues, un ciclo completo de

iento y veamos lo que sucede:

se encuentra en el punto mas alto de su recorrido y la válvula de admisión ha iniciado su apertura. El cigüeñal empieza a girar y el pistón

hacia su PMI, mientras que la válvula va elevándose de su asiento hasta conseguir su altura real de levantamiento. Mientras tanto, en el

n el interior del cilindro, se crea un efecto de vacío que absorbe a través del múltiple de admisión la mezcla aire-combustible. El pistón llega

limite de la carrera descendente, pero la válvula encargada de controlar la admisión no se cierra todavía, puesto que la depresión que se ha

el interior del cilindro es mayor que la cantidad de carga carburante que ha ingresado en el. La acción de este vacío persiste todavía

nos cuantos grados de giro de la carrera ascendente del pistón. Transcurridos estos, la válvula de admisión se cierra completamente y la

seosa empieza a comprimirse efectuándose el tiempo de compresión de la mezcla.

dos antes de que el pistón finalice su carrera ascendente, se produce la ignición (Aproximadamente de 4º a 10º antes del PMS) comenzando la

n en el interior de la cámara que comprenderá el tiempo motriz del ciclo.

es proyectado por la fuerza de expansión de los gases inflamados hacia el punto muerto inferior, teniendo la máxima fuerza útil, cuando el

la-manivela es de 90º, para lograr la mayor cupla motora o mayor torque. Antes de alcanzarlo (PMI) se produce la apertura de la válvula de

cual permite salir por su propia expansión a los gases quemados que invaden casi la totalidad del cilindro, comprimiéndolos mas tarde en su

arrera ascendente del ciclo, o también llamada fase de escape, con lo que se le obliga a salir forzosamente del cilindro hacia el exterior.

dos antes de que el pistón haya alcanzado su PMS, y estando todavía abierta la válvula de escape, se produce la apertura de la válvula de

permitiendo la entrada de gases frescos, los cuales actúan sobre los ya quemados como una bomba de barrido debido a su diferencia de

s, evacuando así todos los gases de escape, dejando como resultado un cilindro libre de gases de escape

ento en el que permanecen las dos válvulas abiertas, es llamado cruce de válvulas o cruce de distribución.

de que las válvulas abrieran y cerraran según lo estipulado en un ciclo Otto teórico, el cilindro no podría ser llenado en su totalidad, y

abría una gran remanencia de gases de escape, por lo que el automóvil consumirá un exceso de combustible.

e cruce de válvulas habituales en motores de serie

de conocer el diagrama de distribución de un automóvil para realizar la puesta a punto



ceptos generales decimos que el diagrama de la distribución se puede representar fácilmente en un círculo, sabiendo el reglaje que tiene el

evas que tenemos, pero si lo queremos modificar tendremos que representarlo con los valores que deseamos.

porta en esto es el cruce de válvulas o cruce de distribución; este cruce es la suma del ángulo de avance de apertura admisión AAA, con el

retardo de cierre del escape RCE, como estas acciones se dan en el mismo giro del cigüeñal producen un efecto directo sobre la potencia y

n de giro (rpm) mejorando la respiración del motor, ya que durante este tiempo las dos válvulas están abiertas simultáneamente, como ya se

n anterioridad.

iento volumétrico del motor es la relación entre el volumen de mezcla que ingresa en el cilindro y el volumen de éste. Esta relación

ca varía constantemente en relación a los siguientes factores:

orción de aire disminuye en relación directa al aumento de revoluciones del motor

ión volumétrica aumenta con el tamaño relativo del área de abertura de la válvula de admisión

ntre rendimiento volumétrico y potencia

ia efectiva desarrollada por un motor, depende de la velocidad de giro de este y de su par motor, siendo por consiguiente, directamente

nal al producto de las dos.

mos que el rendimiento de la transformación de la energía térmica en mecánica es constante, se puede decir que el par motor es

nte proporcional a la cantidad de mezcla aire-combustible que entra al cilindro por cada ciclo, o lo que es igual al rendimiento volumétrico

constante

gimen del motor

ndimiento volumétrico

se deduce que, al aumentar el cruce de válvulas aumenta el rendimiento volumétrico, y a su vez la potencia aumenta con este. Entonces se

cir que un motor podrá ganar potencia, aumentándole su cruce de válvulas.

simple como hacer que el ángulo de cruce sea mayor, sino que deberá estudiarse para el caso específico de un motor y lo que se espera de

consideración final podemos decir que el árbol de levas conviene hacerlo modificar por alguien de experiencia, o en su defecto comprar uno

cado con reglajes que tengan efectos conocidos; atención que un cruce elevado puede hacer que el motor funcione muy mal a bajas rpm,

si es ´de calleµ es recomendable un cruce intermedio para que tenga potencia en todo los regímenes de rpm y un andar mas parejo.

alencia a aplicar en general es la siguiente: Si la longitud de la circunferencia del volante es L = T · D, a esta longitudrresponde un ángulo de 360 º, que es la medida de la circunferencia en grados sexagesimales. Luego, no hay más que

s esta equivalencia para cada ángulo de la distribución para obtener estos ángulos en grados. Las operaciones son las

s:

AAA = (360º / T · 400) · 42 mm = 0´286 · 42 = 12º RCA = 0´286 · 122 = 35º AAE = 0´286 · 147 = 42º RCE = 0´286 · 52 = 15º

a). Diagrama de encendido con disposición 1-5-3-6-2-4 1b). Diagrama de la distribución



o o

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crucelas,

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las

que

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del

é es el cruce de válvulas y cuánto mide en este motor, en grados sexagesimales?. Señálelo en el diagrama.n

tado anteriormente, el cruce de válvulas o solape mide en este motor la suma de los dos ángulos cercanos al PMS, o

AAA + RCE = 12º + 15º = 27º

Es el ángulo que girará el cigüeñal estando las dos válvulas abiertas.

n motor rápido o lento?. ¿Porqué?.de válvulas está dispuesto para que la respiración del motor sea mejor. Los gases procedentes de la combustión han

o mucha velocidad impulsados por el pistón, que ya está en las cercanías del PMS. Si permitimos que la válvula deierre un poco más tarde lograremos que salgan completamente dichos gases impulsados por su propia velocidad, a pesar

l pistón esté ya bajando desde el PMS cuando se cierra la válvula de escape en el RCE.

lado, si abrimos la válvula de admisión un poco antes del PMS lograremos que los gases de escape, que están ya

a gran velocidad, "tiren" de los gases frescos, presentes en el conducto de admisión, debido al vacío que dejan esos gases

e al salir. Así se consigue una mayor rapidez de admisión. Cuanto mayores sean los ángulos AAA y RCE mayor serámeno. Por lo tanto, para que un motor pueda subir mucho de vueltas, habrá que dar lugar a un vaciado completo de los

emados y una entrada rápida de los gases frescos. Eso solo se consigue, entre otros métodos, aumentando el cruce de

. En ese caso el motor será capaz de ser "rápido", o sea, que funcionará mejor a altas revoluciones.

a bajas revoluciones no funcionará bien?. Porque a esa baja velocidad parte de los gases frescos se escaparán por el

on lo cual la fuerza de la explosión será menor, y con ello el par motor y la potencia.

terística de los motores lentos tener un cruce pequeño, alrededor de los 23 grados. Funcionará bien a bajas revolucionesa altas. Y al contrario; un motor rápido se caracteriza por funcionar bien a altas revoluciones pero no a bajas, teniendo

un cruce de válvulas grande, alrededor de los 35 grados.

del problema funcionará bien a bajas y a medias revoluciones (hasta las 3.500 vueltas aproximadamente), pero no irártir de 4.000 rev./min. Será, por tanto, un motor lento.



ntos grados de giro del cigüeñal estarán abiertas respectivamente las válvulas de admisión y escape?. R azone la a

y señálela adecuadamente en el diagrama que ha dibujado.

lo expuesto anteriormente, se deduce fácilmente que la válvula de admisión estará abierta durante el giro del cigüeñal

de color azul, esto es:

AAA + 180º + RCA = 12º + 180º + 35º = 227º

De igual manera se hace con la válvula de escape:

AAE + 180º + RCE = 42º + 180º + 15º = 237ª

Que es un árbol de levas? A que se llama árbol de levas en mecánica?

Se conoce como arbol de levas a la flecha,eje,barra etc. (parte de un motor que sirve para recibir las vueltainstalada en la cabeza (culata) o en el bloque del motor y su función principal, es la de abrir y cerrar las válv

necesita dar vueltas sincronizadas con el cigueñal. El árbol de levas esta diseñado con muñones o jorobas contra la resistencia de sus resortes. El árbol de levas cumple la misma función en todo tipo de motor, equi(platinos,electronico,DIS). La conexión árbol de levas con cigueñal se hace por medio de engranes, cadena

Un motor de cuatro cilindros da media vuelta de cigueñal (180 grados) y que s

de vuelta (90 grados), esta relación, entre vueltas de cigueñal y árbol de levascigueñal, como el engrane del árbol de levas estan construidos con los dientessi el engrane del cigueñal tiene 18 dientes el del arbol de levas tendra 36 dien

El distribuidor se encuentra acoplado a las vueltas del arbol de levas, lo que s

igual a una vuelta de distribuidor. Cuando un cigueñal da vueltas el árbol de le

engranes estan conectados ya sea en forma directa (piñones) con cadena o c

le llama sincronización y a las formas se le agrega la palabra tiempo, de tal madecimos: piñones de tiempo, cadena de tiempo, banda o correa de tiempo (distribución).

El árbol de levas, puede estar instalado en la cabeza (culata) o en el bloque de cilindros, py cerrar las válvulas que se encuentran instaladas en la cabeza. Para que un árbol de levaválvulas, necesita la ayuda de los botadores, varillas pericos, alzadores, lifter, balancines,

Cuando una válvula se abre, rebaza la superficie de la cabeza dando por hecho que el pistón esta mas abala válvula abre y el pistón se encuentra en el máximo de su recorrido, el impacto daría lugar a una perforacperdiendose de inmediato la compresión en ese cilindro.

De lo expuesto podemos concluir que, antes de instalar una cabeza debemos liberar o aflojar los tornillos qpericos y la forma correcta de instalar una cadena o banda de tiempo, es la siguiente:

- Si la cadena o banda de tiempo esta instalada y usted la quiere cambiar, antes de remover la cadena o bacigueñal y árbol de levas.

- Marca de polea de cigueñal indicando "O", en algunos casos esta marca se encuentra en la rueda volanteuna pequeña ventana (rotor de distribuidor apuntando al conector que lleva la chispa al piston # 1).



- Si la banda o cadena esta rota, significa que se perdió la sincronización y en este caso es posible que pist

sucede esto se pierde la compresión en algunos cilindros (en estos casos, afloje los botadores de válvulas cigueñal y el engrane del árbol de levas, a su posición de sincronización).

- Para asegurarse que las válvulas no sufrieron daño, instale la banda o cadena nueva, ajuste las válvulas ydistribuidor, observe que nada interfiera y hagale la prueba de compresión al motor. Si no encuentra compr

retirar la cabeza, para hacer un inventario de daños.

¿Cual es la diferencia en el funcionamiento de un motor de 4, 6 u 8 cilindros?

Motor de 4 tiempos: admisión, compresión, explosión, expulsión, (no cunfundir el termino 4 tiempos, con 4 cetapas o posición en que un pistón se encuentra en su movimiento hacia arriba o abajo, en consecuencia earticulo, puede tener 4, 6 u 8 cilindros, pero su funcionamiento sigue los principios de un motor de 4 tiempo

Un motor de 4 cilindros ocupa un cigueñal, en cuya estructura se encuentran instaladas las bielas (las bielamismas que al seguir la vuelta del cigueñal suben de dos en dos, esto significa que por cada 1/2 vuelta(180alcanzan el maximo de su recorrido hacia arriba, concluyendo en que para que suban los cuatro pistones s(360 grados)

El cigueñal al dar una vuelta, sube 4 pistones (2 + 2) , si tenemos en cuenta que el árbol de levas de un mode cigueñal para dar un giro completo, estaremos de acuerdo que una vuelta de cigueñal origina media vue

El árbol de levas sincroniza la apertura de válvulas, lo que quiere decir que al dar media vuelta las válvulasde encendido, cerrando y sellando su contorno, y las válvulas del otro pistón que también subió se acomodquemados, separandose de su asiento.

Esta sincronización se logra en base a engranes, bandas, correas o cadenas, llamadas "de tiempo o distribhaciendo el trabajo de admision y el otro como consecuencia de la explosión.En conclusión: Sin importar sisuben de 2 en 2 y la explosión sucede de 1 en 1.

La diferencia se encuentra basicamente en el hecho de que un motor de cuatro cilindros ocupa 1/2 vuelta d

de encendido, y en el caso de un motor de 8 cilindros, ocupa 1/4 de vuelta para hacer lo mismo.

Fuente: www.automecanico.com

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