Se denomina motor de cuatro tiempos al motor de combustión interna alternativo tanto de ciclo Otto como ciclo del diésel, que precisa cuatro, o en ocasiones cinco, carreras del pistón o émbolo (dos vueltas completas del cigüeñal) para completar el ciclo termodinámico de combustión. Estos cuatro tiempos son:
.Tiempos del ciclo
- 1-Primer tiempo o admisión: en esta fase el descenso del pistón aspira la mezcla aire combustible en los motores de encendido provocado o el aire en motores de encendido por compresión. La válvula de escape permanece cerrada, mientras que la de admisión está abierta. En el primer tiempo el cigüeñal gira 180º y el árbol de levas da 90º y la válvula de admisión se encuentra abierta y su carrera es descendente.
- 2-Segundo tiempo o compresión: al llegar al final de carrera inferior, la válvula de admisión se cierra, comprimiéndose el gas contenido en la cámara por el ascenso del pistón. En el 2º tiempo el cigüeñal da 360º y el árbol de levas da 180º, y además ambas válvulas se encuentran cerradas y su carrera es ascendente.
- 3-Tercer tiempo o explosión/expansión: al llegar al final de la carrera superior el gas ha alcanzado la presión máxima. En los motores de encendido provocado o de ciclo Otto salta la chispa en la bujía, provocando la inflamación de la mezcla, mientras que en los motores diésel, se inyecta a través del inyector el combustible muy pulverizado, que se autoinflama por la presión y temperatura existentes en el interior del cilindro. En ambos casos, una vez iniciada la combustión, esta progresa rápidamente incrementando la temperatura y la presión en el interior del cilindro y expandiendo los gases que empujan el pistón. Esta es la única fase en la que se obtiene trabajo. En este tiempo el cigüeñal gira 180º mientras que el árbol de levas da gira, ambas válvulas se encuentran cerradas y su carrera es descendente.
- 4 -Cuarto tiempo o escape: en esta fase el pistón empuja, en su movimiento ascendente, los gases de la combustión que salen a través de la válvula de escape que permanece abierta. Al llegar al punto máximo de carrera superior, se cierra la válvula de escape y se abre la de admisión, reiniciándose el ciclo. En este tiempo el cigüeñal gira 180º y el árbol de 90º .
Trenes de Valvulas
Motores OHV: las siglas OHV significan OverHead Valve, o válvulas en cabeza; se trata de motores que tienen sus válvulas sobre el cilindro, pero que utilizan varillas para mover sus balancines, dado que el árbol de levas está por debajo del pistón, junto al cigueñal. Es decir, los motores OHVno llevan el árbol de levas arriba en la culata, sino abajo en el carter
La principal ventaja de los motores OHV es que la transmisión del movimiento del cigueñal al árbol de levas puede hacerse por engranajes, dada su proximidad;, así como tamaños de motores más pequeños; los mayores inconvenientes son los desajustes que ocurren en el sistema de varillas, taques, balancines, etc y que alcanzan menores revoluciones, rpm, que motores similares OHC.
Motores OHC y Motores SOHC: OHC y SOHC son las siglas de OverHead Cam y de Single OverHead Cam. Es decir, a diferencia de los Motores OHV, estos si llevan el árbol de levas (Camsafts) en la culata, sobre los pistones, árbol de levas que actua directamente sobre las levas, sin varillas u otros elementos. El moviento del cigueñal puede llegar al árbol de levas mediante correa, cadena o engranajes, eso no varía la denominación del motor.
Motores DOHC: Las siglas DOHC se corresponden con Double OverHead Cam, o motores de doble árbol de levas en cabeza, que se utilizan para accionar 3, 4 y hasta 5 válvulas por cilindro; este tipo de motores son, por ejemplo, los motores de automóviles de 16 vávulas, es decir, de 4 válvulas por cilindro, y que utilizan 2 árboles de levas para moverlas. En el caso de 6 cilindros, y 4 válvulas por cilindro, hablaríamos entonces de Motores DOHC24 válvulas.
Un motor double overhead camshaft o DOHC (en español "doble La principal diferencia entre ambos tipos de motores es que, en el motor DOHC, se usa un árbol de levas para las válvulas de admisión y otro para las de escape; a diferencia de los motores SOHC, en donde el mismo árbol de levas maneja ambos tipos de válvulas
Los motores DOHC tienden a presentar una mayor potencia que los SOHC, aun cuando el resto del motor sea idéntico. Esto se debe a que el hecho de poder manejar por separado las válvulas de admisión y de escape permite configurar de una manera más específica los tiempos de apertura y cierre, y por ende, tener mayor fluidez en la cámara de combustión
Un motor single overhead camshaft o SOHC (en español "arbol de levas en cabeza simple") es un tipo de que usa un, ubicado en la, para operar las de escape y admisión del motor. Se contrapone al motor, que usa dos árboles de levas.
OHV engine design
On the downside, it's difficult to precisely control the valve timing at high rpm due to higher inertia caused by larger amount of valve train components (lifter-pushrod-rocker arm). Also, it's very difficult to install more than 2 valves per cylinder, or implement some of the latest technologies such as Variable Valve Timing - something that could be easily done in a DOHC engine. |
OHC or SOHC engine
In the SOHC engine the camshaft is installed in the cylinder head and valves are operated either by the rocker arms or directly through the lifters (as in the picture). The advantage is that valves are operated almost directly by the camshaft, which makes it easy to achieve the perfect timing at high rpm. Also it's possible to install three or four valves per cylinder The disadvantage is that an OHC engine requires a timing belt or chain with related components - more complex and more expensive design. |
DOHC or Twin cam engine
 4-cylinder 16 valves DOHC engine |
Pros: High efficiency, possible to install multiple valves per cylinder and adopt variable timing.
Cons: More complex and more expensive design.
Árbol de Levas
Esta pieza debe estar calculada en conjunto con las demás partes con las que se configura un motor, se relaciona directamente con la cilindrada, tamaño de válvulas, tipo de puertos, carburación, etc.
Este componente esta engranado directamente al cigüeñal (la columna vertebral del motor) por medio de un juego de engranes, el árbol tiene como función secundaria hacer girar directamente la bomba de aceite.
En la foto se ilustra un juego de engranes rectos, el pequeño del cigüeñal, el grande del el Árbol.
Con los árboles de alto rendimiento se tiene que instalar un engrane especial , debido que el anterior es diferente y esta remachado al árbol original.
Un Árbol de Levas tiene por función abrir la válvula por medio de una “leva” y mantenerla así durante el tiempo necesario para que entre o salga la mezcla aire-gas al cilindro donde se realizará la combustión
Básicamente hay 2 características a medir de la leva
Para este primer punto y dependiendo de este, se tiene que rebajar la cabeza original en la zona de la guía de la válvula. Esto es para que no colapse con el retenedor del resorte antes de efectuar toda su carrera respécto al levante del árbol causando daños a la leva o a otros componentes del motor.
Los árboles de levas son una pieza esencial del motor y se relaciona con otras de igual importancia, como es directamente con los Botadores y por medio de las varillas con los Balancines, que aunque están un poco retirados interactúan directamente con relación a la leva del árbol
Botadores
Este componente va alojado en una cavidad especial del monoblock, existen 2 tipos diferentes de botadores, los mecánicos y los hidráulicos para cada uno de ellos varia el tipo de monoblock en el que se deben instalar..
Los botadores hidráulicos deben su nombre al hecho de utilizar el aceite del motor para llenar su cavidad interna y mantener contacto permanente con las levas durante todo su recorrido, los botadores mecánicos deben calibrarse periódicamente aunque funcionen de similar forma.
Existen en el mercado botadores especiales para árboles de mayor levante que los originales, son de material más resistentes y ligeros, tienen la cabeza mas baja para contrarrestar la altura de la leva sin tener que modificar el monoblock.
Cuando se instalan botadores originales con árboles de alto levante, se debe rebajar un poco el monoblock e instalar un casquillo de bronce, ( este refuerza el block), cuando el motor debe sufrir grandes cargas de trabajo es recomendable instalarlos aun con botadores cortos.
Los botadores tienen como función de empujar la varilla de acuerdo con la configuración de la leva enviándola hacia el brazo del balancín..
El brazo del balancín se encuentra fijo en un eje por el centro, recibe la orden por el extremo inferior y la transmite por el otro extremo empujando la válvula para así abrirla.
Balancines
El brazo del balancín puede cambiar en la relación de su radio de acción, existen varios tipos en el mercado, aumentan el efecto de la leva en la proporción para que fueron fabricados incluso existen árboles de levas específicos para cada tipo de balancín.
Brazo con punta “pata de elefante”
Los tipos de Balancín más comerciales son:
- Balancines de 1.1:1 (Originales)
- Balancines de 1.1:1 Rígidos
- Balancines de 1.25:1
- Balancines de 1.4:1
- Balancines de 1.5:1
(Descripcion segun imagen de un brazo de balancines)
1.Brazo para la válvula de Escape
2.Brazo para la válvula de Admisión
3.Base.
4.Tuerca
5.Separador (se cambian para alinear el brazo a la válvula)
6.Ajustador ó calibrador para puntería.
7.Cuerpo central
Alineación
Los balancines se deben alinear como la grafica indica, al estar un poco desfasados hacen rotar la válvula en cada acción, esto es importante para conservar lubricada la guía de la misma válvula y evitar daños.
El espacio que queda entre el ajustador y la válvula se debe calibrar periódicamente en el caso de los botadores mecánicos a 0.005 milésimas interponiendo un calibrador de lainas o galgas y girando el ajustador marcado con el # 6
Altura
1.Tuerca de sujeción
2.Eje de Balancín
3.Base.
4.Tornillo de la cabeza
5.Cabeza
6.Rondana de ajuste.*
*El grosor de la rondana de ajuste combinado con el largo de las varillas BOTADOR-BALANCÍN, es parte de la geometría del motor, que recortando el largo por tan solo milésimas, cambia la posicion del ajustador de acuerdo con el eje de la valvula,
Se debe comprobar con un micrómetro que el dato del levante de nuestro árbol se aplique en la válvula, Si el balancín es de radio desfasado hay que considerarlo al hacer las operaciones.
Todo esto se prepara con un micrómetro y en realción de los datos del árbol teniendo que quedar el balancín en la posición correcta en la mitad de la carrera del levante del árbol.,
Cuando la geometría del motor no queda correctamente, causa que suenen las tapas y hasta que se rompa un brazo del balancín, por esto te siempre te recomendamos que esto sea calculado y armado por un experto en el ramo
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- engranaje recto
