Árbol de Levas

Definición
Un árbol de levas en su forma más simple es una flecha de hierro gris aleado, hierro nodular o acero, la cual tiene levas, apoyo y algunos modelos un excéntrico o engrane que operan el distribuidor y la bomba de aceite.

Es importante remarcar que el árbol de levas está diseñado para soportar esfuerzos de torsión y compresión, pero que es sumamente frágil a los golpes.

Función
El árbol de levas está sometido a un alto esfuerzo, en su giro debe empujar al tren de válvulas, venciendo la fuerza de torsión y presión entre las levas y las punterías, la tensión de los resortes, y también la masa correspondiente de los otros componentes y ciertas presiones de los cilindros. El árbol de levas controla la regulación y levantamiento de las válvulas, el acondicionamiento del distribuidor, el mando de las bombas de aceite y combustible y, directa o indirectamente afecta a todas las partes que trabajan en el motor.

Características más importantes
   * Geometría de las levas
Las levas parecen tener una forma muy simple y sin importancia, pero tal es su precisión y sus tolerancias tan cerradas en los valores de incremento de grado a grado, que requieren de un meticuloso trabajo de diseño en computadora mediante complicados cálculos matemáticos, y verificados en laboratorio con diferentes pruebas.

Al diseñar el perfil de las levas se toman en cuenta las siguientes condiciones:
   - Obtener mayor potencia del motor
   - Mayor eficiencia
   - Menor consumo de combustible
   - Reducir al mínimo la menor cantidad de gases contaminantes.
   - Tener un movimiento suave entre el mecanismo levanta válvulas y las válvulas.
   - Evitar rebotes entre el buzo y la leva después de que la válvula se aloja en su asiento
   - Tener una velocidad uniforme.
   - Tener bajos valores de aceleraciones positivas y negativas.

   * Tratamiento térmico
Un proceso de tratamiento térmico genera una capa endurecida en el contorno de las levas.

Las levas de hierro gris están tratadas químicamente (fosfatizado); este tratamiento impide un efecto de fricción entre las levas y las punterías en el momento de arrancar el motor, aún antes de trabajar la bomba de aceite. Por sus propiedades el hierro nodular no requiere del fosfatizado.
Las partes rectificadas de un árbol de levas nuevo no tienen una alta calidad de microacabado.

Función de la Leva
Las levas están diseñadas para levantar las válvulas en el preciso instante de la carrera del pistón y para mantenerlas abiertas el tiempo preciso, así tener el más eficiente llenado y vaciado de la mezcla aire-combustible en los cilindros. Las levas controlan la apertura y cierre de las válvulas de admisión y escape.

Desgaste de las Levas
El desgaste se da principalmente en la nariz de la leva y en rampas.
Las levas desgastadas, provocan en el motor los siguientes problemas:
   - Mayor contaminación
   - Pérdida de potencia del motor
   - Aumento en el consumo del combustible
   - Dificultad en la afinación
   - Problemas de ajuste en el tiempo
   - Ruidos y vibraciones
 

Cuando la capa externa de endurecimiento en el control de las levas se desgasta, es inútil tratar de rectificarlas nuevamente, porque se reduce o se elimina la estructura endurecida; lo que ocasiona que ni la duración ni el funcionamiento sean los adecuados y el desgaste sea extremadamente rápido.

Las causas mas representativas del desgaste prematuro en levas y punterías son:
   - Punterías fuera de especificación
   - Limpieza inadecuada de las partes del motor
   - Lubricación inadecuada

Ventajas de usar un árbol de levas nuevo
   - Menor consumo de combustible
   - Eliminación de ruidos y vibraciones
   - Aumento en la potencia del motor
   - Facilidad en la afinación

Para garantizar el funcionamiento y durabilidad de los árboles de levas es necesario que:
   - Sus diseños, materiales, dimensiones, tolerancias, perfil de levas y tratamientos térmicos sean los  mismos que se utilizan para equipo origina.
   - Se fabriquen utilizando patrones maestros completos, asegurando la regulación exacta y eliminando errores de índice en el perfil de la leva.
   - Se instalen de acuerdo a las recomendaciones del fabricante
   - Se utilicen siempre bujes y buzos nuevos
   - Cambiar en forma periódica el aceite y filtros del  motor.
   - En algunos casos, se eviten sobre ajustes en las punterías del motor.

Recomendaciones de instalación

* Limpieza
Es sumamente importante que el motor y todas sus partes estén completamente limpios antes de proceder a su ensamble, asegurándose que no existen partículas metálicas y que los filtros de aceite y aire estén en buenas condiciones de operación.

* Inspección
Verifique que todas las partes del motor estén libres de defectos y asegúrese de que todos los conductos y venas de lubricación estén totalmente libres de partículas y suciedades.
Asegure con su proveedor de que instalará el árbol de levas especificado para su motor.

* Manejo de su árbol de levas
Recuerde que su árbol de levas está diseñado para recibir esfuerzos de torsión y tensión, pero es sumamente frágil ante los golpes.
El árbol de levas está protegido con un aceite anticorrosivo, pero es importante que no lo deje a la intemperie para evitar problemas de oxidación.
No coloque objetos encima de su árbol de levas, esto provocará torcimientos en su árbol de levas y causará problemas en su instalación.

* Prelubricación
La falta de lubricación durante el arranque inicial del motor, es una de las causas más comunes en el desgaste prematuro de algunas de sus partes. Si el árbol de levas o alguna otra parte del tren valvular no tiene apropiada lubricación, estas se pueden dañar a las primeras vueltas de trabajo del árbol de levas. una vez iniciado el daño no existe lubricación que impida el desgaste de las partes.
Durante el ensamble del motor usted puede prelubricar con aceite especial todas sus partes, la capa de adhesión que forma este aceite en las partes del motor, evitará el peligro de arranque en seco, durante el periodo inicial de trabajo.
Siempre, antes de arrancar inicialmente el motor, este se deberá cargar con aceite nuevo.

* Arranque inicial
Durante los primeros 15 minutos de trabajo de su motor, tenga cuidado de verificar que su motor tenga una correcta lubricación. Si detecta algún problema pare inmediatamente el motor y repita todo el proceso de inspección e instalación. No arranque nuevamente el motor hasta estar seguro de que el problema ha sido corregido.

Fuente: www.arbomex.com.mx