Mejoras de Rendimiento: Cómo Interactúan los Árboles de Levas de Alto Levante con los Balancines Hidráulicos

La perspectiva de contar con un árbol de levas de alto rendimiento es simplemente atractiva: mayor potencia, un desempeño del motor impresionante y quizás la razón principal, un gran aumento en la salida del motor. En muchos casos, el énfasis se coloca claramente en la idea de incrementar el levante y la duración, es decir, los valores que determinan hasta qué punto se abren las válvulas y el tiempo que deben permanecer abiertas. Sin embargo, la combinación de estos perfiles agresivos, especialmente los diseños de alto levante, junto con los balancines hidráulicos estándar debe abordarse con precaución. Esto es fundamental para saber cómo hacer la actualización exitosa y confiable.

Comprendiendo el Levante y la Duración del Árbol de Levas en Motores de Alto Rendimiento

Básicamente, un árbol de levas es responsable de abrir y cerrar las válvulas del motor. Levante (lift) es la distancia máxima que recorrerá la válvula cuando el rodillo de la leva la empuja para abrirla, y también tiene una relación directa con la cantidad de mezcla de aire/combustible que puede entrar y salir del cilindro, y con la capacidad de escape del cilindro. Duración es el tiempo (en grados del cigüeñal) que la válvula permanece fuera de su asiento. En comparación con los perfiles estándar, el levante y la duración son incrementados por árboles de levas de alto rendimiento con diseños agresivos.

Cuanto mayor sea el levante, más aire podrá pasar, lo cual se aplica especialmente a altas RPM donde el motor está trabajando intensamente. Un mayor tiempo, especialmente el solapamiento (cuando ambas válvulas, de admisión y escape, están ligeramente abiertas al mismo tiempo), incrementa la limpieza del cilindro, lo que expulsa mejor los gases de escape y atrae una nueva carga. Esta combinación libera potencia y par motor, y modifica los requisitos mismos del tren de válvulas.

Compatibilidad Desafíos: Combinación de árboles de levas de alto rendimiento con balancines hidráulicos

El aspecto autorregulable de los taqués hidráulicos hace que sean populares, ya que no requieren ajustes frecuentes del juego de válvulas, son silenciosos y no necesitan ajustes repetidos del juego de válvulas. Contienen un pequeño pistón y un resorte sumergidos en aceite del motor y la presión del aceite actúa automáticamente para llenar cualquier espacio entre el taqué y los componentes del tren de válvulas.

Este mismo mecanismo se convierte en un desafío con árboles de levas de gran levante y larga duración:

1. "Bombeo" del taqué: Cuando funcionan muy rápido, el ciclo de apertura/cierre puede provocar el bombeo del pistón interno del taqué. Este se ve forzado ligeramente más allá de su posición normal de funcionamiento por la presión del aceite, lo cual efectivamente mantiene la válvula abierta más tiempo y más ampliamente de lo que debería, y con menor presión. Esto resulta en:

• Las válvulas no sellan a altas RPM (pérdida de potencia).
• Posible contacto entre la cara de la válvula y el pistón (daño catastrófico al motor).

2. Colapso bajo alta presión del resorte: Las levas de alto rendimiento exigen resortes de válvula mucho más rígidos para lograr un cierre eficaz y evitar el fenómeno de flotación de válvulas (que ocurre cuando el resorte no puede garantizar que el tren de válvulas permanezca en contacto con la leva). Esta fuerza del resorte puede superar la del resorte interno del taqué, haciendo que este se colapse parcialmente. Esto reduce el rendimiento al disminuir la alzada efectiva de la leva y su duración.

3. Limitaciones de la Velocidad de Bajada: La rapidez con que el aceite puede cambiar la presión depende de lo rápido que se filtre desde la cámara interna del taqué. Los taqués estándar pueden liberar las válvulas demasiado lentamente como para seguir el ritmo de las levas de alto rendimiento, contribuyendo además al fenómeno de sobre elevación (pump-up). Por otro lado, los taqués diseñados para regímenes de mayor RPM suelen tener velocidades de bajada más rápidas, pero pueden ser más ruidosos.

4. Límite de RPM: Todos los taqués hidráulicos tienen un límite natural inferior (en cuanto a funcionamiento confiable) a altas RPM de operación máxima en comparación con los taqués sólidos, hasta que se realicen modificaciones en el motor para superar la física de la columna de aceite en su interior. A veces, un perfil de leva de alto levante puede hacer que el motor opere en rangos de RPM donde los taqués hidráulicos normales no pueden funcionar correctamente.

Apoyo Modificaciones: Resortes, Portaescobillas y Ajustes del Sistema de Aceite

El secreto para un funcionamiento suave de una leva de alto levante utilizada junto con taqués hidráulicos es realizar ajustes auxiliares cuidadosos:

1. Resortes de Válvula Mejorados: En este aspecto no hay compromisos. Se requieren resortes de alto rendimiento con una presión de asiento y presión abierta considerablemente más altas. Estos resortes deberán funcionar de forma intensa sobre el tren de válvulas a altas RPM sin provocar flotación ni colapsar demasiado los taqués. Incluso las vibraciones del resorte se vuelven críticas.

2. Portaescobillas de Alta Resistencia: Los resortes pueden verse sometidos a grandes cantidades de fuerza ejercidas por los resortes rígidos y las altas RPMs, tal como los mantiene los topes originales. Topes seguros, sólidos y de alta resistencia (típicamente de titanio o acero de alta calidad) son un requisito previo para la seguridad y confiabilidad.

3. Consideraciones del Sistema de Aceite: El aceite del motor es fundamental para el correcto funcionamiento de los taques hidráulicos.

• Presión de Aceite Estable: La presión del aceite debe ser suficiente y mantenerse constante en todo el rango de funcionamiento. Puede ser necesario actualizar las bombas de aceite o realizar modificaciones en las válvulas de alivio de presión.
• Viscosidad del Aceite: Se debe seleccionar la viscosidad adecuada. Los aceites espesos pueden aumentar la presión, mientras que los aceites más ligeros pueden ser demasiado finos para proporcionar amortiguación, causando desgaste o ruido. Consulte las recomendaciones del fabricante para la leva y los taques. Los aceites sintéticos de buena calidad suelen ser populares.
• Selección de levantadores: No se preocupe por los nombres de las marcas, pero tenga en cuenta que existe una amplia diferencia en cuanto a la calidad de los levantadores hidráulicos. Los levantadores estándar no se pueden usar bajo ningún concepto y deben reemplazarse por levantadores de alto rendimiento específicos, cuyas proporciones de velocidad de sangrado interno han sido modificadas y cuyas piezas están endurecidas. Estos están diseñados para soportar mejor el bombeo y el colapso bajo la tensión de una leva agresiva.

La Comida para llevar

Los árboles de levas de alto levante ofrecen grandes recompensas en rendimiento, algo que los ingenieros conocen bien, pero surgen complicaciones en el desempeño debido a la interacción entre los árboles de levas de alto levante y los taqués hidráulicos. La sobrepresión y el colapso son amenazas posibles, que podrían resultar en pérdida de potencia o daños graves al motor. La confiabilidad en el rendimiento solo puede lograrse haciendo más que simplemente cambiar el árbol de levas. Es fundamental invertir en resortes de válvula de alta presión perfectamente compatibles, portarretenes de alta resistencia, una gestión prudente del sistema de aceite (presión y viscosidad) y taqués seleccionados específicamente para uso de alto rendimiento. Comprenda aquí la física involucrada y proporcione soluciones a estos ajustes esenciales, y podrá disfrutar de las ventajas de un árbol de levas de alto levante manteniendo la conveniencia de los taqués hidráulicos.