Una correa de distribución , cadena de distribución o cambelt es parte de un motor de combustión interna que sincroniza la rotación del cigüeñal y el árbol de levas para que las válvulas del motor se abran y cierren en los momentos adecuados durante las carreras de admisión y escape de cada cilindro . En un motor de interferencia, la correa o cadena de distribución también es fundamental para evitar que el pistón golpee las válvulas. Una correa de distribución es generalmente una correa dentada -a correa de accionamiento con dientes en la superficie interior. Una cadena de distribución es una cadena de rodillos .
Muchos motores de automóviles de producción moderna utilizan una correa de distribución [i] para sincronizar la rotación del cigüeñal y del árbol de levas; algunos motores, particularmente los diseños de levas en bloque , usaban engranajes para impulsar el árbol de levas, pero esto era raro en los diseños OHC . El uso de una correa o cadena de distribución en lugar de una transmisión por engranajes permite a los diseñadores de motores colocar el (los) árbol (s) de levas más lejos del cigüeñal, y en los motores, con varios árboles de levas, una correa o cadena de distribución también permite que los árboles de levas se coloquen más lejos de cada uno. otro. Las cadenas de distribución eran comunes en los automóviles de producción durante las décadas de 1970 y 1980, cuando las correas de distribución se convirtieron en la norma, pero las cadenas de distribución han experimentado un resurgimiento en los últimos años. Las cadenas de distribución son generalmente más duraderas que las correas de distribución, aunque ninguna es tan duradera como la transmisión por engranajes; sin embargo, las correas de distribución son más ligeras, menos costosas y funcionan de manera más silenciosa.
Aplicaciones de motor
En un motor de combustión interna, la aplicación de una correa o cadena de distribución conecta el cigüeñal a los árboles de levas , que a su vez controlan la apertura y el cierre de las válvulas del motor. Un motor de cuatro tiempos requiere que las válvulas se abran y cierren una vez cada dos revoluciones del cigüeñal. La correa de distribución hace esto. Tiene dientes para girar el (los) árbol (s) de levas sincronizados con el cigüeñal y está diseñado específicamente para un motor en particular. En algunos diseños de motor, la correa de distribución también se puede utilizar para impulsar otros componentes del motor, como la bomba de agua y la bomba de aceite .
Tipos
Los sistemas de engranajes o cadenas también se utilizan para conectar el cigüeñal al árbol de levas en la sincronización correcta. Sin embargo, los engranajes y los ejes limitan la ubicación relativa del cigüeñal y los árboles de levas. Incluso cuando el cigüeñal y los árboles de levas están muy juntos, como en los motores de varilla de empuje, la mayoría de los diseñadores de motores utilizan una transmisión de cadena corta en lugar de una transmisión directa por engranajes. Esto se debe a que las transmisiones por engranajes sufren una inversión de par frecuente cuando los perfiles de la leva "retroceden" contra la transmisión de la manivela, lo que produce un ruido y un desgaste excesivos. Los engranajes cubiertos de fibra o nailon, con más resiliencia, se utilizan a menudo en lugar de engranajes de acero donde se usa transmisión directa. Los motores comerciales y los motores de avión utilizan engranajes de acero únicamente, ya que un engranaje recubierto de fibra o nailon puede fallar repentinamente y sin previo aviso. [1]
Una correa o cadena permite mucha más flexibilidad en las ubicaciones relativas del cigüeñal y los árboles de levas.
Si bien las cadenas y los engranajes pueden ser más duraderos, las correas compuestas de caucho son más silenciosas en su funcionamiento (en la mayoría de los motores modernos la diferencia de ruido es insignificante), son menos costosas y más eficientes, a fuerza de ser más livianas, en comparación con un sistema de engranajes o cadenas. . Además, las correas de distribución no requieren lubricación, que es esencial con una cadena de distribución o engranajes. Una correa de distribución es una aplicación específica de una correa síncrona que se utiliza para transmitir energía de rotación de forma sincrónica.
Las correas de distribución suelen estar cubiertas por cubiertas de correas de distribución de metal o polímero que deben retirarse para su inspección o reemplazo. Los fabricantes de motores recomiendan el reemplazo a intervalos específicos. [2] El fabricante también puede recomendar el reemplazo de otras partes, como la bomba de agua, cuando se reemplaza la correa de distribución porque el costo adicional para reemplazar la bomba de agua es insignificante en comparación con el costo de acceder a la correa de distribución. En un motor de interferencia, o en uno cuyas válvulas se extienden en la trayectoria del pistón, la falla de la correa de distribución (o cadena de distribución) invariablemente resulta en daños costosos y, en algunos casos, irreparables en el motor, ya que algunas válvulas se mantendrán abiertas cuando se averíen. no debe ser y, por lo tanto, será golpeado por los pistones.
Los indicadores de que es posible que sea necesario reemplazar la cadena de distribución incluyen un ruido de traqueteo en la parte delantera del motor. [3]
Falla
Las correas de distribución deben reemplazarse a la distancia y / o períodos de tiempo recomendados por el fabricante. No reemplazar la correa puede resultar en una falla total o una falla catastrófica del motor, especialmente en motores de interferencia . [4] El programa de mantenimiento del manual del propietario es la fuente de los intervalos de reemplazo de la correa de distribución, generalmente cada 30.000 a 50.000 millas (50.000 a 80.000 km). [5] Es común reemplazar el tensor de la correa de distribución al mismo tiempo que se reemplaza la correa. En algunos motores donde la bomba de refrigerante es accionada por la correa de distribución, la bomba de refrigerante también se reemplaza típicamente.
Los modos de falla habituales de las correas de distribución son dientes pelados (lo que deja una sección suave de la correa donde se deslizará el engranaje de transmisión) o deslaminación y desenredado de los núcleos de fibra. La rotura de la correa, debido a la naturaleza de las fibras de alta resistencia, es poco común. [6] A menudo se pasa por alto, los escombros y la suciedad que se mezclan con el aceite y la grasa pueden desgastarse lentamente en la banda y los materiales avanzando el proceso de desgaste, causando fallas prematuras de la banda. [7] La tensión correcta de la correa es fundamental: si está demasiado floja, la correa se agitará, si está demasiado tensa, gimirá y ejercerá una presión excesiva sobre los cojinetes de los engranajes. En cualquier caso, la vida útil de la correa se acortará drásticamente. Aparte de la correa en sí, también es común una falla del tensor y / o de los diversos cojinetes de engranajes y ruedas locas, lo que hace que la correa se descarrile.
Cuando se reemplaza una correa de distribución de un automóvil, se debe tener cuidado para asegurarse de que los movimientos de la válvula y el pistón estén sincronizados correctamente. No sincronizar correctamente puede provocar problemas con la sincronización de las válvulas y esto, a su vez, en los extremos, puede provocar una colisión entre las válvulas y los pistones en los motores de interferencia . Este no es un problema exclusivo de las correas de distribución, ya que existe el mismo problema con todos los demás métodos de distribución de leva / manivela, como engranajes o cadenas.
Construcción y diseño
Una correa de distribución es típicamente de caucho con fibras de alta resistencia (por ejemplo, fibra de vidrio o Twaron / Kevlar ) que se extienden a lo largo de la correa como elementos de tensión . [8] El cinturón en sí está construido con materiales resistentes como poliuretano moldeado, neopreno o uretano soldado con varios pasos estándar, no estándar o métricos. [9] La distancia entre los centros de dos dientes adyacentes en la correa de distribución se conoce como paso. [10]
El caucho se degrada con temperaturas más altas y con el contacto con el aceite de motor . Por lo tanto, la esperanza de vida de una correa de distribución se reduce en motores calientes o con fugas. Las correas más nuevas o más caras están hechas de materiales resistentes a la temperatura, como " nitrilo altamente saturado " (HSN). [ cita requerida ] La vida útil de los cordones de refuerzo también se ve muy afectada por el agua y el anticongelante. Esto significa que se deben tomar precauciones especiales para aplicaciones todoterreno para permitir que el agua se escurra o se selle para que no entre en contacto con la banda.
Los cinturones más antiguos tienen dientes en forma de trapezoide que provocan altas tasas de desgaste de los dientes. Las nuevas técnicas de fabricación permiten dientes curvos que son más silenciosos y duran más.
Se pueden usar correas de distribución del mercado de accesorios para alterar el rendimiento del motor . Las correas de distribución OEM pueden estirarse a altas rpm, retardando la leva y por lo tanto el encendido. [11] Cinturones de recambio más resistentes, no se estiran y se conserva la sincronización. [12] En cuanto al diseño del motor, "acortar el ancho de la correa de distribución reduce el peso y la fricción". [13]
Historia
La primera correa de distribución conocida se utilizó en 1945, y el primer motor de árbol de levas accionado por correa fue inventado en 1954 por el estadounidense Bill Devin. [14] La primera transmisión por levas por correa de distribución se inventó en 1954, el estadounidense Bill Devin construyó un auto de carreras Panhard Devin francés de cilindros opuestos planos refrigerado por aire con un motor altamente modificado utilizando cilindros y culatas de motocicleta Norton Manx inglesas y una correa de goma dentada que impulsaba los 2 árboles de levas en cabeza en las culatas de cilindros Norton. El automóvil de Devin / Panhard / Norton con estructura de tubo y cuerpo de fibra de vidrio ganó el Campeonato Nacional del Sports Car Club of America (SCCA) en 1956. [15]
El Pontiac 6 en línea de 1966 fue el primer vehículo producido en serie en utilizar un motor de árbol de levas en cabeza con una correa de distribución. [16] El motor 124 de doble leva de Fiat desarrollado a principios de la década de 1960 era un motor de producción en masa que tenía dos árboles de levas accionados por correa. En 1966, Vauxhall Motors comenzó la producción del diseño de cuatro cilindros de árbol de levas en cabeza único Slant Four que utilizaba una correa de distribución, una configuración que se convirtió en una de las más comunes.
Ver también
- Cinturón Gilmer
- Motor de interferencia
- Correa serpentina
Notas
- ^ Las cadenas de distribucióntambién han experimentado un resurgimiento en popularidad.
Referencias
- ^ Scott, George. "Correas y cadenas de distribución" . Econofix.com . George Scott . Consultado el 8 de mayo de 2012 .
- ^ "Gates - Guía de reemplazo de la correa de distribución con ilustración de la instalación de la correa de distribución V6 y una lista de motores y recomendaciones de reemplazo" . Gates Corporation. Archivado desde el original el 16 de octubre de 2007 . Consultado el 23 de octubre de 2010 .
- ^ Siegel, Ira (5 de abril de 2007). "El ruido de traqueteo podría deberse a una cadena de distribución desgastada" . Chicago Sun Times . Archivado desde el original el 1 de octubre de 2011 . Consultado el 23 de octubre de 2010 .
- ^ Bennekom, Fred Van (2005). "Calidad de la correa de distribución del coche Audi A4" . Archivado desde el original el 11 de julio de 2011 . Consultado el 23 de octubre de 2010 .
Ejemplo de un cinturón de Audi que se rompió antes del intervalo de reemplazo recomendado.
- ^ "Todo está en el tiempo" . Consejo de Cuidado del Automóvil. 2008. Archivado desde el original el 30 de octubre de 2010 . Consultado el 23 de octubre de 2010 .
- ^ "Fundamentos del diseño: Tema # 5 - Elementos de transmisión de potencia I" (PDF) . Instituto de Tecnología de Massachusetts . Consultado el 20 de abril de 2017 .
- ^ "Las 6 principales causas de falla de la correa de distribución - Insight - Acorn Industrial Services" . www.acorn-ind.co.uk . Consultado el 20 de abril de 2017 .
- ^ Carley, Larry (2005). "Cadenas de distribución, engranajes y correas" . Biblioteca en línea de artículos técnicos automotrices de Carley . Ayuda de reparación de diagnóstico automotriz AA1Car . Consultado el 9 de junio de 2006 . - "Al contrario de lo que podría pensar, las correas de distribución de caucho no se estiran con el kilometraje y el desgaste acumulados. Están reforzadas con hebras de fibra de vidrio que las hace prácticamente inestirables. Después de hacer millones de veces el circuito de transmisión del cigüeñal a la leva, las hebras pueden volverse quebradizo y puede comenzar a romperse. Con el tiempo, los cables de refuerzo ceden, la correa se rompe y el motor se apaga ".
- ^ "Correas de distribución - GT2, T5, XL y más | Belt Corporation of America" . Belt Corporation of America . Archivado desde el original el 19 de agosto de 2016 . Consultado el 20 de abril de 2017 .
- ^ "Manual de correas de distribución y poleas" (PDF) . Stock Drive Products / Sterling Instrument . Consultado el 20 de abril de 2017 .
- ^ Simmons, Keith (febrero de 2009). "Tiempo para ganar: tiempo de encendido para un rendimiento máximo" . Revista Circle Track . Consultado el 23 de octubre de 2010 .
- ^ "Goodyear desarrolla nueva correa de transmisión NASCAR Cam" . Asociación de PR Newswire. 2006 . Consultado el 23 de octubre de 2010 .
- ^ "Una descripción general del Mitsubishi Galant 2005" . El canal automático. 2004-10-24 . Consultado el 23 de octubre de 2010 .
- ^ Temple, Steve (2004). "Mira tu correa de distribución: mantener el árbol de levas y el cigüeñal sincronizados" . Know-How . Advance Auto Parts. Archivado desde el original el 13 de abril de 2006 . Consultado el 9 de junio de 2006 .
En los motores anteriores, los árboles de levas solían ser impulsados por engranajes fuera del cigüeñal. Más tarde, los diseñadores de centrales eléctricas desarrollaron transmisiones de cadena en configuraciones OHV (válvulas en cabeza) que permitieron cierta flexibilidad en la colocación del árbol de levas para que se pudieran usar varillas de empuje más cortas, para mayor rendimiento y eficiencia. Los motores con cadenas largas a veces tendían a dar vueltas y causar problemas. La única alternativa era un tren de engranajes múltiple ruidoso y complicado hasta que se inventó la correa dentada síncrona de goma dentada en 1945. Hoy en día, la transmisión por levas de la correa de distribución se utiliza en automóviles distinguidos como Ferrari, Mercedes, Cadillac, Corvette, BMW, Alfa Romeo, etc. Porsche, etc.
- ^ Ritch, Ocee (mayo de 1957). "Pequeño agujero ... gran tirón!" . Coches deportivos ilustrados . Archivado desde el original el 8 de abril de 2014 . Consultado el 9 de abril de 2008 .
- ^ Norbye, Jan P. (1984). "Ampliando la excelencia: la serie 5 y la serie 3" . BMW - Máquinas de conducción de Bavaria . Skokie, IL: Publications International. pag. 191 . ISBN 0-517-42464-9.
enlaces externos
- Diagrama animado de la correa de distribución
- Charles Ofria (1996). "Correa de distribución" . La revista web Family Car . SmartTrac Sistemas Computer, Inc . Consultado el 9 de junio de 2006 .
- Funcionamiento del sistema de sincronización del motor de 1903 de los hermanos Wright
- Solución de problemas de desgaste de la correa de distribución