El funcionamiento de los árboles de leva de alto rendimiento

A menos que ya hayas dado el salto al motor eléctrico, o que su coche esté propulsado por el infame motor Wankel de Mazda, su motor equipará si o si, un árbol de levas. Ya sea un Volkswagen clásico o un Porsche moderno, el principio de funcionamiento de un árbol de levas sigue siendo el mismo y puede utilizarse incluso para liberar potencia extra. Siga leyendo para saber cómo funcionan los árboles de levas de alto rendimiento.

¿Qué es un árbol de levas?

Un árbol de levas es una pieza metálica giratoria con lóbulos estratégicamente situados que accionan otro objeto mecánico cada vez que entran en contacto. En el caso de un motor, el otro objeto suele ser un taqué y una válvula, o una varilla de empuje y un eje de balancines. El árbol de levas se utiliza para controlar la apertura y el cierre de las válvulas de admisión y escape en la culata, permitiendo que la mezcla de combustible y aire entre en la cámara de combustión y la eliminación de los gases de escape quemados.

¿Qué significan elevación y duración del árbol de levas?

La elevación del árbol de levas se controla mediante la altura del lóbulo del árbol de levas, la parte ovalada elevada que sobresale del diámetro general del círculo base del árbol de levas. Cuanto más alto sea este lóbulo, más se abrirán las válvulas. La duración del árbol de levas se refiere al tiempo que el lóbulo del árbol de levas está en funcionamiento con la válvula parcial o totalmente abierta. Esta duración se mide en grados, pero críticamente grados de rotación del cigüeñal, en lugar de la del árbol de levas. Como regla general, cuanto mayor sea la duración, más alta será la banda de potencia en el rango de revoluciones. Ambas variables de perfil afectarán a la eficacia y el rendimiento del ciclo de cuatro tiempos si se realizan ajustes que se aparten de la especificación estándar.

¿Cuántos árboles de levas tiene mi motor?

La mayoría de los motores antiguos, incluidos los de tipo 4 refrigerados por aire y los primeros refrigerados por agua, tienen un solo árbol de levas. La mayoría de los 911 refrigerados por aire tienen 2, al igual que el Golf GTI 16v y el VR6. Unos pocos fueron equipados con cuatro árboles de levas, como el 356 de cuatro levas y el Porsche 928 con motor V8. Un motor de 4 cilindros en plano, como el Wasserboxer y el Porsche 356/912, tiene un solo árbol de levas montado en el centro del bloque. Al girar, acciona las varillas de empuje montadas horizontalmente para controlar los balancines de las culatas, que abren y cierran las válvulas. Porsche optó por prescindir de esta configuración anticuada de los modelos 901/911 debido a la dudosa fiabilidad de las varillas de empuje a altas revoluciones. En su lugar, los motores del 911 utilizan 2 árboles de levas, uno en cada culata, estos mueven directamente un eje de balancines y a su vez abren las válvulas. Los motores VW de 8 válvulas refrigerados por agua y los motores Porsche en línea tienen un solo árbol de levas montado en la parte superior del motor, justo debajo de la tapa de balancines. En comparación con un motor de 4 cilindros en línea, que requiere dividir la carcasa, cambiar un árbol de levas en un motor en línea es algo sencillo. En 1986, Volkswagen lanzó su motor GTI 16v, con un diseño de doble árbol de levas (DOHC). Este motor equipa un árbol de levas para las válvulas de admisión y otro para las de escape. Un año después, Porsche lanzó el 944 S, también equipado con 16 válvulas, aunque en un bloque de 4 cilindros de mayor tamaño. La ventaja del DOHC es un mejor flujo de aire a través de las culatas, lo que implica un funcionamiento más eficiente y produce un aumento de la potencia máxima respecto a un motor SOHC. Obviamente, con más árboles de levas llegan más complicaciones, ya que ambos deben permanecer sincronizados entre sí, pero también con el cigüeñal. Obviamente, el costo en estos motores es mayor ya que los sellos de los vástagos de válvulas y los taques son más numerosos.

¿Por qué instalar un árbol de levas de alto rendimiento?

Del mismo modo que puede instalar un colector de escape, un filtro de aire de inducción o un chip ECU en su motor, la función de un árbol de levas de alto rendimiento es hacer lo mismo que el original, pero mejor. Por mejor, me refiero a más eficiente, más cerca de la tolerancia operativa, y dando prioridad a la entrega de potencia en lugar de economía de combustible. Dependiendo de la configuración de su motor, es posible que pueda montar un árbol de levas de alto rendimiento en unas pocas horas. Sin embargo, con un motor de 4 cilindros en plano Volkswagen, requerirá un desmontaje completo de la unidad y por tanto, la ayuda de un profesional o de alguien bien cualificado siempre será una buena opción.

¿Cómo funcionan los árboles de levas de alto rendimiento?

Como hemos dicho antes, tanto el lóbulo como la alzada pueden ajustarse para afinar y sincronizar la apertura de la válvula. Si la válvula de admisión está abierta más tiempo, puede entrar más mezcla en la cámara de combustión. Sin embargo, si el coche está al ralentí o a bajas revoluciones la compresión no se producirá de manera efectiva hasta que la válvula esté bien cerrada. También existe la posibilidad de que el perfil de la leva sea diferente a cada lado de la punta del árbol de levas, que es el punto más alto. Esto permite abrir una válvula lentamente, pero cerrarla rápidamente, o viceversa. Otra cosa que se puede hacer es ajustar el solapamiento entre las válvulas de admisión y escape. Incluso con un árbol de levas estándar, tanto la admisión como el escape estarán abiertos al mismo tiempo, en algunas partes. Pero esto se puede aumentar para maximizar el "efecto de barrido" y producir más potencia. Sin embargo, hacer esto irá en detrimento de un ralentí suave y es algo que debe considerarse cuidadosamente para cualquier cosa que no sea un coche de carreras u orientado al circuito.

¿Qué otras piezas se deben montar para complementar un árbol de levas de alto rendimiento?

Los árboles de levas de alto rendimiento se venden a menudo como un kit, o la empresa de tuning que los produce ofrecerá una serie de extras recomendados para montar al mismo tiempo. Entre ellos se incluyen poleas de árbol de levas mejoradas, muelles de válvula de alta resistencia y seguidores reforzados. Es aconsejable para la longevidad del nuevo árbol de levas, y en última instancia su rendimiento para cambiar estas piezas al mismo tiempo. La polea del árbol de levas está unido al extremo del árbol de levas y es impulsado por una cadena de distribución o una correa de distribución. También existen poleas del árbol de levas ajustables, a menudo denominadas poleas vernier, que permiten realizar ajustes incrementales de la distribución con todos los componentes in situ. Los muelles de válvula más rígidos controlan mejor la apertura y el cierre de las válvulas a altas revoluciones. Se eliminará el rebote de la válvula, que es cuando la válvula se abre de nuevo debido a la inercia generada por el cierre demasiado rápido. Dependiendo de lo lejos que esté llevando su preparación de rendimiento.

Esperamos que esta guía le haya ayudado a comprender el papel del árbol de levas de alto rendimiento en la construcción de un motor clásico VW o Porsche. Si tiene más preguntas, por favor envíelas en los comentarios y haremos todo lo posible para responderlas.

 

Andy

Traducido y adaptado al Español por Ramon R.