Diagrama de sincronización de válvulas de un motor de gasolina
Un método de control de un motor de combustión interna de cuatro tiempos que tiene al menos una cámara de combustión, la o cada cámara de combustión que tiene al menos una válvula de escape, el método incluye la variación de la sincronización del cierre de la o cada válvula de escape con respecto al ángulo del cigüeñal del motor, adelantando el cierre de la válvula de escape al menos en determinadas condiciones del motor en respuesta a un aumento de la carga del motor, y/o retrasando el cierre de la válvula de escape al menos en determinadas condiciones en respuesta a una disminución de la carga del motor.
Se ha propuesto, en relación con los motores de inyección directa de dos tiempos, la recirculación de los gases de escape de vuelta a la cámara de combustión mediante un conducto separado, externo a la cámara de combustión, desde el colector de escape hasta la cámara de combustión y/o el colector de admisión. Véase, por ejemplo, la anterior solicitud internacional del solicitante no. PCT/AU94/00288. Sin embargo, este proceso puede presentar, en determinadas aplicaciones, una serie de desventajas. Por ejemplo, el sistema depende de que la presión de los gases en el colector de escape sea suficientemente superior a la del colector de admisión para conseguir el flujo de gases de escape necesario a través del conducto. Además, se requieren modificaciones en el motor para instalar dicho sistema de reciclaje de gases de escape.
Diagrama de distribución de válvulas del motor de 2 tiempos
Se calcula que hay unas 10.000 piezas móviles en un coche medio de combustión interna. Dicho así, es una verdadera hazaña de ingeniería conseguir que todos esos componentes se comuniquen entre sí y se engranen para formar las máquinas que conocemos y amamos. Y en lo que respecta al corazón de la bestia, el motor, la sincronización es un factor muy importante.
El movimiento preciso de los árboles de levas, las válvulas, los pistones y los cigüeñales forma parte del proceso de combustión interna, por lo que no hay lugar para el error, teniendo en cuenta la velocidad y la violencia con la que estos componentes interactúan entre sí.
Para comprender la importancia de la sincronización del motor, entendamos lo que ocurre dentro de los cilindros de un motor normal de cuatro tiempos. En primer lugar, el pistón dentro del cilindro es forzado hacia abajo y una mezcla de aire y combustible entra a través de la apertura de una válvula de admisión. Una vez que el pistón alcanza el punto muerto inferior (BDC), inicia su viaje de vuelta a la parte superior del cilindro (punto muerto superior) con el cierre de la válvula de entrada, comprimiendo así la mezcla de aire y combustible.
Diagrama de distribución de válvulas del motor de gasolina de 4 tiempos
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En un motor de pistón, la sincronización de las válvulas es la sincronización precisa de la apertura y el cierre de las válvulas. En un motor de combustión interna suelen ser válvulas de asiento y en una máquina de vapor suelen ser válvulas de corredera o válvulas de pistón.
En los motores de ciclo de cuatro tiempos y en algunos motores de ciclo de dos tiempos, la sincronización de las válvulas está controlada por el árbol de levas. Puede variarse modificando el árbol de levas, o puede variarse durante el funcionamiento del motor mediante la sincronización variable de las válvulas. También se ve afectado por el ajuste del mecanismo de las válvulas, y en particular por el juego de los taqués. Sin embargo, esta variación no suele ser deseada.
Con la distribución fija tradicional, un motor tendrá un periodo de “solapamiento de válvulas” al final de la carrera de escape, cuando tanto las válvulas de admisión como las de escape están abiertas. La válvula de admisión se abre antes de que los gases de escape hayan salido completamente del cilindro, y su considerable velocidad ayuda a atraer la carga fresca. Los diseñadores de motores intentan cerrar la válvula de escape justo cuando la carga fresca de la válvula de admisión llega a ella, para evitar la pérdida de carga fresca o los gases de escape no aspirados. En el diagrama, los periodos de solapamiento de las válvulas se indican mediante la superposición de los arcos rojo y azul. Clave:
Cálculo del diagrama de distribución de válvulas
El diagrama de sincronización de válvulas es un diagrama de 360 grados que representa el movimiento del pistón desde el punto muerto hasta el punto muerto en todas las carreras del ciclo del motor, que se mide en grados, y las válvulas se abren y cierran siguiendo estos grados.
A menudo decimos cosas como “La mezcla de aire y combustible entra en combustión para crear el movimiento del pistón, que provoca la rotación del cigüeñal”, y “La fracción de la combustión escapa por el escape”, pero ¿te has preguntado alguna vez cómo funcionan estos mecanismos de admisión y escape? ¿Cómo se controla la sincronización de la admisión y el escape? Pero, ¿cómo se gestionan estas válvulas de admisión y escape? Echemos un vistazo y veamos qué podemos encontrar.
Consideramos que para el diagrama de distribución de las válvulas, éstas se abren y cierran en las posiciones de punto muerto del pistón. Pero, en la práctica, no se abren y cierran instantáneamente en los puntos muertos. Las válvulas operan hasta cierto punto antes o después de los puntos muertos. El encendido también está programado para producirse un poco antes del punto muerto superior. La sincronización de estas secuencias de eventos puede mostrarse gráficamente en términos de ángulos del cigüeñal desde la posición del punto muerto. Este diagrama se conoce como diagrama de sincronización de válvulas.