La regulación del avance del árbol de levas permite optimizar el rendimiento del motor. Vamos a conocer sus efectos y los pasos que tienen lugar en el proceso. Es un contenido muy específico, pero no hay duda de que la comprensión de los distintos parámetros que rigen el funcionamiento de un motor de explosión resulta fundamental para el profesional.
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¿Para qué se regula el avance del árbol de levas?
El objetivo del ajuste del avance del árbol de levas no es otro que optimizar al máximo la combustión regulando la apertura y cierre de válvulas. El árbol de levas puede ajustarse en admisión y en escape. De este ajuste dependen desde las emisiones o el consumo de combustible hasta el par y la potencia nominal, por lo que se trata de una variable muy importante en un motor de combustión interna. Los ángulos de ajuste típicos para el árbol de levas se encuentran entre los 20° y los 30°. Conviene tener en cuenta que los sistemas de avance del árbol de levas se encuentran indistintamente en motores con distribución por correa o por cadena.
En el proceso de regulación intervienen elementos como los sensores situados en el cigüeñal y en el propio árbol de levas, la unidad de avance y la válvula de control. En la imagen inferior puedes con detalle ver la ubicación de estos elementos. Vamos a centrarnos tanto en los efectos que tiene el avance en el motor como en el proceso denominado bucle de control.
Bucle de control: el proceso
El árbol de levas se ajusta continuamente en un bucle de control cerrado utilizando la presión del aceite del motor. El ángulo deseado para la distribución de válvulas se almacena en el mapa de datos de la unidad de control del motor, dependiendo del estado de carga, la temperatura y la velocidad del motor.
La unidad de control del motor calcula el ángulo real a partir de las señales de los obtenidas por los sensores situados en los árboles de levas y el cigüeñal. Estos datos se comparan de forma permanente con el ángulo deseado a una alta frecuencia. Si el ángulo deseado y el ángulo real difieren entre sí, la corriente en la válvula de control se cambia para que el aceite del motor fluya por llene la cámara de aceite para aumentar de tamaño en la unidad de avance del árbol de levas y fuera de la cámara de aceite para reducirse. La torsión relativa del árbol de levas con respecto al cigüeñal o un desplazamiento de la distribución a un tiempo posterior de apertura o cierre ocurre dependiendo de la variación del volumen de aceite.
Beneficios del avance del árbol de levas
En el siguiente cuadro puedes ver el efecto de los distintos efectos de la unidad de avance sobre el rendimiento del motor. Como puedes comprobar, en todos los casos los beneficios son evidentes.
