Sistema de distribucin de gases:Objetivo:1. Conocer la estructura, componentes ye le principio de funcionamiento del sistema de distribucin de gases.2. Destacar la importancia que tiene el sistema de distribucin de gases en el motor.Sistema de distribucin de gases:Es el que regula la entrada y salida de los gases en el cilindro, abriendo y cerrando las vlvulas de admisin y escape de forma sincronizada con el cigeal.El proceso se asegura por el funcionamiento conjunto de vlvulas, sus mecanismos de mando y el eje de levas con el mecanismo de transmisin accionado por el pin motriz de cigeal.Influencias en la estructura de distribucin de gases:a) La disposicin de vlvulas que pueden situarse en el monoblock o en la culata.b) Forma de cmara de combustin.c) Ubicacin de vlvulas.d) Colocacin del eje de levas (inferior o en una disposicin intermedia en el monoblock o en la parte superior de la culata).e) Tipo de taques (planos, de rodillos, convexos, de palanca).f) Estructura de balancinesg) Nmero y tipos de resortes (cilndricos, cnicos, de torsin, etc.).h) Tipo de mecanismo de transmisin desde el pin de cigeal al eje de levas (transmisin por engranajes cilndricos o cnicos o con ejes intermedios, transmitiendo por cadena o combinada.Componentes:Los elementos que constituyen la distribucin son los siguientes: rbol de levas. Taques. Balancines. Vlvulas. Resortes de vlvulas. Mandos de la distribucin.rbol de levas:Es el rgano del motor encargado de la apertura y cierre de vlvulas de admisin y escape. Constituido por eje de acero al carbono forjado cementado ene le cual se encuentran las levas para la apertura de vlvulas y otras para dar movimiento a otros rganos. El rbol recibe movimiento desde el cigeal.

Las levas provocan un movimiento oscilatorio del elemento causante de la apertura de la vlvula. El elemento que cuando est sujeto a movimiento rectilneo de traslacin es el TAQUE.

El perfil de leva determina el momento de las aperturas de las vlvulas, los tiempos de apertura y la elevacin de las mismas. Los perfiles de las levas para las vlvulas de admisin suelen ser distintos a los de las levas para el escape. El perfil de la leva se divide en tres partes: Un trazo circular que se define como zona de reposo que corresponde al cierre de la vlvula (que hace parte del crculo base). Un trazo circular de radio ms pequeo, llamado cabeza de la leva, que corresponde a la zona de mxima apertura. Dos trazos rectilneos o curvilneos tangentes a los dos crculos anteriores (base-apertura mxima), llamados flancos de la leva que corresponden respectivamente a la elevacin y al descenso de la vlvula (apertura-cierre de la vlvula).La zona de reposo est disminuida de un determinado valor para permitir un cierto juego de funcionamiento entre la vlvula y el taque, aun cuando se produzca la dilatacin de esta zona debido a las temperaturas de funcionamiento.

La elevacin y los tiempos de apertura de la vlvula definidos perfil y dimensin a la leva. Tericamente, se obtiene el mximo resultado si se consigue abrir y cerrar instantneamente las vlvulas y se mantienen en posicin de elevacin mxima durante todo el perodo de admisin y escape del motor.El movimiento de apertura y cierre de las vlvulas se realizan empujando el vstago de la vlvula con la fuerza suficiente como para vencer la accin del muelle, gracias a los cuales, cuando deja de haber empuje, vuelven otra vez a su posicin de cierre.

Taques:Cuando la leva del rbol acta sobre el vaso (1) y por consiguiente sobre el mbolo (2), el aceite atrapado en la cmara (6), al cerrarse la vlvula de bola (4), transmite el movimiento del mbolo (2) directamente al manguito (3) y por consiguiente a la vlvula. En esta fase, debido a la alta presin a la que est sometido, parte del aceite presente en la cmara (6), se filtra a travs de una lumbrera mnima existente entre el mbolo (2) y el manguito (3).

En la fase de cierre de la vlvula, para que el empujador, debido a la accin del muelle (5), siga el perfil de la leva, se crea una depresin en el interior de la cmara (6) que provoca la apertura de la vlvula de bola (4), permitiendo la entrada de aceite. El aceite que entra en la cmara (6) sustituye el que se filtra en la fase anterior de apertura de la vlvula.Por lo visto hasta aqu, se comprende que al accionar la leva o el balancn sobre el empujador, por la propiedad de incomprensibilidad de los lquidos, el aceite acta de transmisor del movimiento ya que ste no puede fluir hacia el exterior por la accin de la vlvula de retencin. Las dilataciones trmicas del sistema quedan compensadas mediante las fugas de aceite estrictamente calculadas entre el pistn y el cuerpo del empujador.

BALANCINES:Tienen la misin de transformar el movimiento lineal del empujador o en su caso circular de la leva, en un movimiento oscilatorio con el que acciona directamente la vlvula. Estn construidos generalmente en acero o aleacin de aluminio. En uno de sus extremos normalmente existe un dispositivo que permite la regulacin del juego de las vlvulas. El eje de balancines que suele ser hueco y cerrado en sus extremos llevas una serie de orificios que sirven para lubricar los cojinetes o rodamientos de los balancines.

VALVULAS:Las vlvulas de los motores de combustin interna son los rganos que controlan la admisin y el escape de los gases en la cmara de combustin mediante su apertura y cierre. Estn dotadas de un movimiento alternativo, abrindose hacia el interior de la cmara de combustin. La estanqueidad del cierre se ve favorecida por la presin de los gases en la cmara de combustin que inciden en ellas.La cabeza es solidaria al vstago o cola de la vlvula con un amplio radio de unin para reducir el efecto de entalladura y del mismo modo facilitar el flujo de calor hacia el propio vstago. Este ltimo elemento es cilndrico y sirve para guiar el movimiento y transmitir a la cabeza la carga del muelle de retorno, por medio de los semiconos que se fijan a una o varias gargantas situadas en su extremo.

Las vlvulas durante su funcionamiento estn sometidas a altas temperaturas. Soportando las temperaturas generadas durante la combustin y una temperatura media de trabajo de unos 700 a 800 C en la vlvula de escape y de unos 200 a 300 C en la vlvula de admisin. Las vlvulas de admisin se fabrican generalmente de acero al cromo-silicio y las del escape de acero al cromo - nquel que es un material ms resistente al calor. Los asientos de las vlvulas se recubren con estelita que es una aleacin de cobalto y cromo, para aumentar su resistencia al desgaste. En los motores de altas prestaciones las vlvulas de escape, con el fin de mejorar su refrigeracin, se fabrican huecas y se rellenan de sodio.El sodio tiene buena conductibilidad trmica que permite que el calor de la cabeza de vlvula se evacue mejor por el vstago, evitando puntos calientes en la cmara de combustin, reduciendo as la solicitacin trmica. Las vlvulas se refrigeran mucho mejor si su dimetro es reducido (al ser menor la superficie expuesta a los gases de escape en relacin a la superficie de contacto con su asiento) y si la longitud de la gua y el dimetro del vstago son mayores (al ser mayor la superficie de transmisin de calor).Esta es una de las razones por la que las vlvulas de escape son de menor dimetro que las de admisin. Por ello es mejor utilizar dos vlvulas de escape que una sola de dimetro mayor. El calor que la vlvula recibe de los gases calientes se disipa en un 75% por el asiento y el 25% restante por la gua.DOS VALVULAS POR CILINDRO:Las vlvulas se alinean si el rbol de levas est situado en el bloque, si est en la culata, las vlvulas pueden alinearse, si la distribucin es con un slo eje o disponerlas en V, si la distribucin es con un rbol con balancines, o con dos rboles

TRES VALVULAS POR CILINDRO:Permite un mejor rendimiento volumtrico a altos regmenes de rotacin, con un coste intermedio entre las dos y las cuatro vlvulas por cilindro. La distribucin puede ser con dos rboles o con uno slo con balancines (respectivamente).

CUATRO VALVULAS POR CILINDRO:Es ms utilizando en los motores de elevadas prestaciones y de reciente produccin. Permite elevados rendimientos volumtricos y elevados regmenes de rotacin, pero la potencia a bajos regmenes es peor. Este problema se reduce utilizando colectores modulares (longitud y capacidad variables) y variadores de fase. Es ms costoso que los anteriores.

CINCO VLVULAS POR CILINDRO:Es poco utilizado, de alto rendimientos volumtricos, pero es costos, son usados en algunos motores de competicin de Frmula 1. En la culata de cinco vlvulas la distribucin es siempre de dos rboles; de las tres vlvulas de admisin, la central est menos inclinada que las laterales, para que puedan controlarse con el mismo eje. Es evidente en este caso la ventaja de usar empujadores hidrulicos.

RESORTES DE VALVULAS:Elemento que almacena energa debido a las propiedades elsticas del cual est hecho. Cualquiera que sea la forma y el material del resorte, su comportamiento se pone de relieve con su curva caracterstica. Que expresa la relacin entre la carga aplicada al muelle y la deformacin que esta produce.Tienen la misin de cerrar las vlvulas y de mantenerlas cerradas mientras la leva no las abra. Tienen que ser lo suficientemente fuertes para que el cierre se realice lo antes posible y se eviten los rebotes de vlvulas. Si por el contrario son extremadamente fuertes, las vlvulas tendern a clavarse sobre sus asientos. Los muelles empleados para las vlvulas son de tipo helicoidal y se montan con una cierta carga.En los tramos donde la aceleracin es positiva, es decir el empujador aumenta su velocidad, la inercia se opone a este movimiento, y se suma por lo tanto a la carga del muelle, que empieza a comprimirse. Viceversa, donde la aceleracin es negativa, el empujador reduce su velocidad, la inercia favorece el movimiento del empujador. Esta fuerza debe ser menor de la carga del muelle que debe mantener en contacto el empujador con la excntrica.Por lo tanto hay que dimensionar el muelle vlvula para la velocidad mxima de rotacin del motor, ya que la inercia vara con el cuadrado de la velocidad angular, y por lo tanto aumenta al aumentar la misma, mientras la carga del muelle, al ser proporcional a la compresin, permanece constante para una determinada elevacin de la vlvula.En motores que giran a un alto nmero de r.p.m., las rpidas variaciones de aceleracin impuestas por la leva provocan, debido a la elasticidad y resonancia de los muelles junto con las masas en movimiento, que las vlvulas entren en flotacin (rebote de vlvulas) impidindose el cierre en el momento preestablecido por el diagrama de distribucin, o incluso que la vlvula toque la cabeza del pistn a regmenes elevados de revoluciones del motor.Para evitar este fenmeno, concntricamente al muelle se monta un segundo muelle ms delgado pero con el arrollamiento en sentido opuesto, para que las vibraciones opuestas producidas por l, absorban las vibraciones del muelle principal, evitando de este modo que las vlvulas entren as en flotacin.MANDOS DE LA DISTRIBUCION:El sistema de mando de la distribucin depende esencialmente de la situacin del rbol de levas, de la posibilidad constructiva y del espacio fsico. Los sistemas utilizados en los motores son: De engranajes. De cadena. De correa dentada.

Por engranajes:En los sistemas de engranajes se utiliza siempre un pin solidario al cigeal y como mnimo otro solidario al rbol de levas que tiene doble nmero de dientes que el del cigeal. Tambin se puede emplear una cadena cinemtica de engranajes, est a veces se utiliza para dar movimiento a diferentes rganos auxiliares (bomba de aceite, bomba de la servo-direccin, bomba inyectora de motores Disel, etc.).Para conseguir mayor uniformidad y menor rumorosidad en el funcionamiento, el dentado de los piones es helicoidal, incluso para disminuir an ms la rumorosidad pueden montarse fabricados en fibras sintticas, siempre que el par a transmitir no sea muy elevado.Por cadena:

El sistema de mando de la distribucin por cadena de rodillos se utiliza para transmitir el movimiento al rbol de levas, por adaptarse mejor al espacio fsico del motor adems de poder accionar varios rganos auxiliares a la vez. Cuando la longitud de la cadena es relativamente larga se acopla un tensor para mantener constante la tensin de funcionamiento. La cadena se tensa mediante un muelle regulable o mediante la presin del lubricante (tensor hidrulico). La elasticidad propia de la cadena y la pelcula de aceite lubricante tienden a absorber golpes y vibraciones. La carga se reparte sobre varios dientes del pin, lo que supone un menor desgaste. La cadena puede ser de doble fila (cadena duplex) o del tipo silenciosa (cadena morse).Por correa:Las correas de la distribucin fueron introducidas por su mayor simplicidad de construccin y por el reducido ruido de funcionamiento. Estn fabricadas con neopreno estampado con refuerzo interior de fibras y recubiertas con un tejido resistente al rozamiento. Las fibras garantizan la estabilidad longitudinal, el neopreno constituye la parte elstica del dentado, mientras que el recubrimiento sirve para proteger la correa. Existen de dentado simple o de doble dentado, si la parte dorsal de la correa controla determinados accesorios del motor.Tambin en este sistema, se montan tensores para mantener la correa a la tensin adecuada durante su funcionamiento, la tensin de stos puede ser controlada por un dinammetro, por muelles tarados (siendo estos dos sistemas bloqueados en el montaje de la correa) o por la presin de aceite del circuito de engrase del motor.CLASES DE SISTEMA:tipos de distribuciones: DOHC, OHC y OHV

SISTEMA OHV:El sistema OHV (OverHead Valve): se distingue por tener el rbol de levas en el bloque motor y las vlvulas dispuestas en la culata. La ventaja de este sistema es que la transmisin de movimiento del cigeal al rbol de levas se hace directamente por medio de dos piones o con la interposicin de un tercero, tambin se puede hacer por medio de una cadena de corta longitud. Lo que significa que esta transmisin necesita un mantenimiento nulo o cada muchos km (200.000). La desventaja viene dada por el elevado nmero de elementos que componen este sistema lo que trae con el tiempo desgastes que provocan fallos en la distribucin (reglaje de taques).SITEMA OHC:El sistema OHC (OverHead Cam): se distingue por tener el rbol de levas en la culata lo mismo que las vlvulas. Es el sistema utilizado hoy en da en todos los coches a diferencia del OHV que se dejo de utilizar al final de la dcada de los aos 80 y principio de los 90. La ventaja de este sistema es que se reduce el nmero de elementos entre el rbol de levas y la vlvula por lo que la apertura y cierre de las vlvulas es mas preciso. Tiene la desventaja de complicar la transmisin de movimiento del cigeal al rbol de levas, ya que, se necesitan correas o cadenas de distribucin mas largas que con los km. tienen mas desgaste por lo que necesitan mas mantenimiento.SITEMA DOCH:Significa doubl es decir doble rbol de levas, utilizado en motores con 3, 4 y 5 vlvulas por cilindro. Cuanto mayor es la cantidad de aire que penetra en el cilindro, mayor ser la potencia que desarrolla el motor. Debido a que gira mas rpido el motor, mas difcil es llenar los cilindros. El inconveniente proviene que el momento ptimo de apertura de las vlvulas es diferente para cada rgimen del motor, por lo que resulta imprescindible sacrificar rendimiento en todos los regmenes de giro para obtener u resultado aceptable tambin en todos los regmenes de giro.Lo que hace la distribucin variable es precisamente cambiar el momento de apertura y cierre de las vlvulas en funcin del rgimen del motor. Los sistemas mas sofisticados tambin pueden controlar el tiempo durante el que la vlvula permanece abierta.

RESUMEN:Sistema de distribucin de gases:Regula la entrada y salida de los gases en el cilindro, por medio de distintos mecanismosComponentes:rbol de levas:Contiene levas, que al girar en conjunto hacen dar un movimiento oscilatorio rectilneo del taque.Taques:Taques o seguidores son los que al tener contacto con las levas se mueven rectilneamente empujando a la varilla de empuje y accionando estos a los balancines.

Balancines:Se encuentran en un eje de balancines. Los balancines entran en contacto con las varilla de empuje tomando as un movimiento oscilatorio que acciona directamente a la vlvula.Vlvulas: Son los que controla admisin y escape de los gases en la cmara de combustin son accionadas por los balancines.Resortes de vlvulas:Tienen la misin de cerrar las vlvulas y de mantenerlas cerradas mientras la leva no las habr.Mando de distribucin:Depende de la situacin del rbol de levas, de la posibilidad constructiva y del espacio fsico: sistemas utilizados en motores son:De engranajes, de cadena, de correa dentad, etc.

Preguntas de repaso:1.-Gira el eje de levas a la misma velocidad. A mitad de velocidad o a doble velocidad que el cigeal?El eje de levas gira a la mitad de velocidad que el cigeal.2.-Describir la accin de una vlvula de admisin: dem de una vlvula de escape.La vlvula de admisin permite el ingreso de la carga fresca, mientras que la vlvula de escape permite la salida de los gases residuales despus de la combustin.3.-Describir la accin de una vlvula refrigerada por sodioEstas vlvulas tienen un vstago hueco lleno parcialmente de sodio metlico. El sodio se funde a 97 C. as, a las altas temperaturas de funcionamiento, el sodio estar lquido. Cuando la vlvula sube y baja, el sodio es proyectado hacia arriba en la parte ms caliente de la vlvula. Absorbe el calos y lo trasfiere al vstago mas frio, y esta circulacin del calor refrigera la cabeza de la vlvula. Por consiguiente, la vlvula refrigerada por sodio funcionara a 93C menos que una vlvula con un vstago macizo de diseo anlogo esto significa, a igualdad de los otros factores, un aumento de la vida de la vlvula.4.- Cules son las ventajas de la rotacin de las vlvulas? describir dos tipos de giradores del vlvula.Si la vlvula gira cuando se abre y se cierra sern menos probables las acumulaciones en vstago de la vlvula, que son las que producen el agarrotamiento. Ventajas: Habra una accin limpiadora entre el apoyo de la vlvula y su asiento, lo que tiende a impedir la acumulacin de depsitos en el apoyo. Adems la rotacin de la vlvula har que las temperaturas en la cabeza de esta sean mas uniformes, evita puntos calientesGirador de vlvula de tipo libre:En este la vlvula no est sometida a ninguna presin de muelle, de modo que puede girar libremente, entonces la propia vibracin del motor hace que gire.Girador tipo positivo:Se proporciona la rotacin de la vlvula por la aplicacin de una fuerza de giro sobre el vstago de la vlvula cada vez que esta se abre.5.-Describir el funcionamiento de un elevador hidrulico de vlvula.El aceite es alimentado al empujador por la bomba de aceite a travs de una galera en toda la longitud del motor. Cuando se cierra la vlvula, el aceite de la bomba entra a presin en el empujador por los agujeros perforados en el cuerpo del empujador y el embolo buzo. El aceite obliga a abrirse a la vlvula de bola o esfrica del embolo de buzo. Entonces pasa el aceite por la vlvula de bola y entra en el espacio existente debajo del embolo. En consecuencia, este es presionado hacia arriba hasta que se pone en contacto con la varilla de empuje (o con el vstago de la vlvula en los motores de vlvulas en cabeza) y con esto se compensa cualquier juego del sistema. Luego, cuando el lbulo de la leva esta debajo del empujador, este se eleva. Como no hay holgura, no habr ruido de empujador. La elevacin de este y de la vlvula produce un aumento repentino de presin en la cmara del cuerpo existente debajo del embolito. Esto hace que se cierre la vlvula esfrica de retencin; el aceite queda retenido en la cmara y el empujador acta como uno sencillo de una pieza. Se eleva y abre la vlvula.Luego, cuando se cierra la vlvula, el empujador baja y cesa la presin sobre el embolo de buzo.

6.- Qu significa los trminos equivalentes regulacin de vlvulas y reglaje de la distribucin?El termino regulacin se refiere a la alineacin correcta de los piones y engranajes del sistema de distribucin mientras que el reglaje de distribucin se refiere a la comprobacin y la correccin de la holgura o juego de las vlvulas.7.- Qu son asientos postizos de vlvula de escape y porque se utilizan?Son asientos insertados conformados por un anillo de acero especial resistente al calor; este debe de ser ms resistente al calor que los materiales del bloque de cilindros y culata esto es debido a que la vlvula de escape es sometido a temperaturas extremadamente altas por los gases quemados.8.-Describir la accin del balancn silenciosoEl balancn silencioso trabaja de esta manera: la excntrica pivota en el extremo del balancn y descansa en el extremo del vstago de la vlvula. Si hay holgura entre la excntrica y el extremo del vstago de la vlvula, el embolo accionado por un muelle empuja ala excntrica y queda eliminado el juego.Entonces, cuando la varilla sube y acciona al balancn este ya est en contacto con el vstago de la vlvula por medio de la excntrica, por consiguiente no hay ruido9.-Explicar la diferencia entre las levas de los elevadores de vlvula mecnicos e hidrulicosLa diferencia es que en la levas con elevador mecnico requiere holgura y flancos amplios mientras que en el hidrulico no es necesario la holgura y posee flancos cortos para que las vlvulas se abran y cierren ms rpidamente.10.-En la figura 8.24 Cuntos grados de rotacin del cigeal permanece abierta la vlvula de escape? Cuntos grados de rotacin del cigeal permanece abierta la vlvula de admisin?L a vlvula de escape permanece abierta 5 despus del punto muerto superior mientras que la vlvula de admisin permanece abierta 5 antes del punto muerto inferior

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN DE AREQUIPAFACULTAD DE INGENIERIA DE PRODUCCION Y SERVICIOSESCUELA PROFESIONEL DE INGENIERIA MECANICA

CURSO DE MOTORES DE COMBUSTION INTERNALABORATORIO N 02TEMA: SISTEMA DE DISTRIBUCION DE GASESREALIZADO POR: CARBAJAL GUEVARA EDWIN EDINSONDOCENTE: M .Sc Ing. Juan David Chvez CuellarFECHA DE REALIZACIONFECHA DE ENTREGANOTA

09/06/1516/06/15

AREQUIPA-PERU 2015