Cuántas vueltas hace el árbol de levas en un motor de 4 tiempos
Los motores a cuatro tiempos son usados por la mayoría de los autos de producción y motocicletas por su simplicidad y eficiencia de combustible.
El árbol de levas es uno de los elementos más importantes del motor. Crédito: sima | Shutterstock
La mayoría de los autos comunes que vemos en las calles usan motores a cuatro tiempos. Los fabricantes han elegido este tipo de motores por su diseño simple y la buena eficiencia que genera con el combustible. Es el más usado en la industria de camiones y autobuses por su durabilidad y rendimiento tanto para gasolina como para diesel.
Para los más curiosos en la mecánica, se han preguntado sobre la rotación del árbol de levas en estos motores. Este componente es de los más importantes en la composición del motor porque empuja a las válvulas para que hagan el trabajo de combustión. En este artículo te mostraremos la función de un motor a 4 tiempos y cómo trabaja el árbol de levas.
Funcionamiento de un motor de cuatro tiempos
Un motor de 4 tiempos, es un tipo de motor de combustión interna comúnmente utilizado en automóviles, motocicletas y otras aplicaciones. Funciona según el principio de convertir la energía química almacenada en el combustible en energía mecánica a través de una serie de cuatro etapas o carreras distintas. Estos tiempos son admisión, compresión, potencia y escape, y juntos forman la base del funcionamiento del motor.
Pasos de funcionamiento del motor
Proceso de admisión
La primera carrera del ciclo comienza con la carrera de admisión. A medida que el pistón se mueve hacia abajo dentro del cilindro, la válvula de admisión se abre, permitiendo que una mezcla de aire y combustible ingrese a la cámara de combustión. Esta mezcla es fundamental para el posterior proceso de combustión.
Carrera de compresión
Después de la carrera de admisión, el pistón se mueve hacia arriba, comprimiendo la mezcla de aire y combustible dentro de la cámara de combustión. Tanto las válvulas de admisión como las de escape permanecen cerradas durante esta carrera. La compresión de la mezcla aumenta su temperatura y presión, preparándola para la ignición.
Golpe de potencia
Una vez comprimida la mezcla de aire y combustible, una bujía la enciende, provocando una explosión rápida y controlada. Esta explosión fuerza el pistón hacia abajo con gran fuerza, generando energía. La carrera de potencia es donde el motor produce la energía mecánica necesaria para impulsar el vehículo o operar maquinaria.
Carrera de escape
Finalmente, la carrera de escape completa el ciclo. A medida que el pistón se mueve hacia arriba una vez más, la válvula de escape se abre, permitiendo que los gases quemados resultantes de la combustión salgan del cilindro y sean expulsados del motor a través del sistema de escape.
La repetición continua de estos cuatro tiempos de forma sincronizada da como resultado un funcionamiento suave y eficiente del motor. Este ciclo se conoce comúnmente como ciclo Otto, en honor a Nikolaus Otto, quien desarrolló el primer motor de combustión interna que funciona según este principio.
El funcionamiento del motor de 4 tiempos se rige por una sincronización y coordinación precisas entre varios componentes, como el árbol de levas, el cigüeñal, las válvulas y el sistema de suministro de combustible. Este diseño permite una generación de energía confiable y consistente al tiempo que minimiza las emisiones y maximiza la eficiencia del combustible.
Funcionamiento del árbol de levas en los motores a cuatro tiempos
En un motor de 4 tiempos, el árbol de levas gira a la mitad de la velocidad del cigüeñal. Esto significa que por cada dos revoluciones del cigüeñal, el árbol de levas completa una revolución completa.
El número de vueltas se calcula con una operación simple. Para sacar el número de vueltas del árbol de levas hay que definir que tipo de árbol de levas lleva, si es en cabeza (OHC) o en bloque (OHV). En el caso de un OHC, el número de vueltas se calcula multiplicando el número de cilindros por 2, mientras que en un OHV se debe multiplicar el número de cilindros por 1,5. Además, se debe tener en cuenta si el motor tiene una relación de compresión alta o baja, ya que esto influye en el número de vueltas del árbol de levas.
El árbol de levas juega un papel fundamental en el funcionamiento de las válvulas de admisión y escape del motor. A medida que el árbol de levas gira, sus lóbulos, que son protuberancias excéntricas en el eje, empujan contra los elevadores de válvulas, lo que hace que las válvulas se abran y cierren en los momentos precisos necesarios para las carreras de admisión, compresión, potencia y escape del funcionamiento del motor.
El movimiento sincronizado del árbol de levas y del cigüeñal es fundamental para el correcto funcionamiento del motor. La rotación del árbol de levas a la mitad de la velocidad del cigüeñal asegura que las válvulas se abran y cierren en el momento correcto en relación con la posición del pistón dentro de los cilindros.
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