Introducción del árbol de levas
El árbol de levas es un componente de un motor de pistón. Su función es controlar la apertura y el cierre de la válvula. Aunque la velocidad del árbol de levas en un motor de cuatro tiempos es la mitad que la del cigüeñal (en un motor de dos tiempos, la velocidad del árbol de levas es la misma que la del cigüeñal), su velocidad suele ser todavía muy alta, y tiene que soportar mucho par. Por lo tanto, el diseño tiene altos requisitos para la resistencia y el soporte del árbol de levas, que generalmente está hecho de acero aleado de alta calidad o acero aleado. Debido a que la ley del movimiento de las válvulas está relacionada con la potencia y las características de trabajo del motor, el diseño del árbol de levas juega un papel muy importante en el proceso de diseño del motor.
Condiciones de trabajo y materiales del árbol de levas.
El árbol de levas soporta una carga de impacto periódica. La tensión de contacto entre la leva y el empujador es muy grande y la velocidad de deslizamiento relativa también es muy alta, por lo que la superficie de trabajo de la leva está muy desgastada. En vista de esta situación, el muñón del árbol de levas y la superficie de trabajo de la leva deben tener una alta precisión dimensional, una rugosidad superficial pequeña y suficiente rigidez, así como una alta resistencia al desgaste y una buena lubricación.
El árbol de levas generalmente se forja con acero al carbono o acero aleado de alta calidad, y también se puede fundir con hierro fundido aleado o hierro fundido nodular. Las superficies de trabajo del diario y la leva se pulen después del tratamiento térmico.
Estructura
El cuerpo principal del árbol de levas es una varilla cilíndrica cuya longitud es aproximadamente la misma que la del banco de cilindros. Varias levas están envueltas en él para accionar la válvula. El árbol de levas se apoya en el orificio del cojinete del árbol de levas a través del muñón del árbol de levas, por lo que el número de diámetros del árbol de levas es un factor importante que afecta la rigidez del soporte del árbol de levas. Si la rigidez del árbol de levas es insuficiente, se producirá una deformación por flexión durante el funcionamiento, lo que afectará a la sincronización de las válvulas.
El lado de la leva tiene forma de huevo. Está diseñado para asegurar suficiente admisión y escape del cilindro. Además, en consideración a la durabilidad y suavidad del motor, la válvula no debe tener un impacto excesivo debido al proceso de aceleración y desaceleración durante las acciones de apertura y cierre, de lo contrario causará un desgaste grave de la válvula, aumento del ruido u otros daños graves. consecuencias. Por lo tanto, la leva está directamente relacionada con la potencia, la salida de par y la estabilidad de funcionamiento del motor.
Posición del árbol de levas
Hay tres tipos de posiciones del árbol de levas: inferior, media y superior. El árbol de levas del tren de válvulas inferior está ubicado en el cárter, el árbol de levas del tren de válvulas medio está ubicado en la parte superior del cuerpo del motor y el árbol de levas del tren de válvulas superior está ubicado en la culata.
En la actualidad, los motores de la mayoría de los vehículos de producción en serie están equipados con árboles de levas en cabeza. Las principales ventajas de la estructura del árbol de levas en cabeza son menos piezas móviles, cadena de transmisión corta y gran rigidez de todo el mecanismo, lo que hace que el árbol de levas esté más cerca de la válvula, lo que reduce el desperdicio de energía cinética de ida y vuelta causada por la gran distancia entre el árbol de levas y la válvula. El motor con árbol de levas en cabeza tiene mayor velocidad y mejor estabilidad de operación debido a su rápida acción de apertura y cierre de válvulas.
Transmisión
Los modos de transmisión comunes entre el árbol de levas y el cigüeñal incluyen la transmisión por engranajes, la transmisión por cadena y la transmisión por correa dentada. La transmisión entre el árbol de levas inferior y el árbol de levas central y el cigüeñal es impulsada principalmente por el engranaje de distribución cilíndrico. Generalmente, solo se requiere un par de engranajes desde el cigüeñal hasta el árbol de levas. Si el diámetro del engranaje de transmisión es demasiado grande, se puede agregar otro engranaje loco intermedio. Para suavizar la malla y reducir el ruido de trabajo, la mayoría de los engranajes de sincronización son engranajes helicoidales.
La transmisión por cadena es común entre el árbol de levas en cabeza y el cigüeñal, pero su confiabilidad y durabilidad no son tan buenas como las de la transmisión por engranajes. La correa dentada se usa ampliamente para reemplazar la cadena de transmisión en motores de alta velocidad, pero la transmisión por cadena todavía se usa en algunos motores de alta potencia. La correa dentada tiene las características de bajo nivel de ruido, operación confiable y bajo costo. Para DOHC, el árbol de levas de escape generalmente es accionado por el cigüeñal a través de la correa o cadena de distribución, el árbol de levas de entrada es accionado por el árbol de levas de escape a través de la cadena de metal, o tanto el árbol de levas de entrada como el árbol de levas de escape son accionados por el cigüeñal a través de la correa o cadena.
Falla
Las fallas comunes del árbol de levas incluyen desgaste anormal, ruido anormal y fractura. El desgaste anormal generalmente ocurre antes del ruido anormal y la fractura.
(1) El árbol de levas está casi al final del sistema de lubricación del motor, por lo que la condición de lubricación no es optimista. Si la presión de suministro de aceite de la bomba de aceite es insuficiente, o el paso del aceite lubricante está bloqueado, el aceite lubricante no puede llegar al árbol de levas, o el par de apriete de los pernos de fijación de la tapa del cojinete es demasiado grande y el aceite lubricante no puede entrar la holgura del árbol de levas, el árbol de levas se desgastará de manera anormal.
(2) El desgaste anormal del árbol de levas hará que aumente el espacio entre el árbol de levas y el asiento del cojinete, y se producirá un desplazamiento axial cuando el árbol de levas se mueva, lo que provocará un ruido anormal. El desgaste anormal también hará que aumente el espacio entre la leva de accionamiento y el empujador hidráulico, y la leva chocará con el empujador hidráulico durante el montaje, lo que producirá un ruido anormal.
(3) El árbol de levas a veces se rompe y otras fallas graves. Las causas comunes son la fractura o el desgaste grave del taqué hidráulico, la lubricación deficiente grave, la mala calidad del árbol de levas y la fractura del engranaje de distribución del árbol de levas.
(4) En algunos casos, la falla del árbol de levas es causada por factores humanos, especialmente cuando el árbol de levas no se retira correctamente durante el mantenimiento del motor. Por ejemplo, al quitar la tapa del cojinete del árbol de levas, use un martillo para golpear con fuerza o use un destornillador para hacer palanca, o instale la tapa del cojinete en la posición incorrecta, lo que provocará una falta de coincidencia entre la tapa del cojinete y el asiento del cojinete, o el El par de apriete de los tornillos de fijación de la tapa del cojinete es demasiado grande. Al instalar la tapa del cojinete, preste atención a la flecha de dirección y al número de posición en la superficie de la tapa del cojinete, y apriete los pernos de fijación de la tapa del cojinete con una llave dinamométrica estrictamente de acuerdo con el par especificado.
