Laboratorio de Cinemática de Maquinaría Análisis de levas y caja de cambio 31/8/2019, IT Campos Guato Geovani Alexis; Macias Pazmiño Luis Fernando; Jirón Abad Bryan Daniel; Santos Pazmiño Roosevelt Alberto Facultad de Ingeniería en Mecánica y Ciencias de la Producción (FIMCP) Escuela Superior Politécnica del Litoral (ESPOL) Guayaquil - Ecuador [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected] RESUMEN La presente práctica tuvo como objetivos identificar los mecanismos trasmisores de potencia que integran un motor de combustión interna, sistema de biela y la caja de cambio de velocidades. Para ello se observó los puntos donde se conectan cada componente, para de esta forma, delimitar el estudio. El sistema de biela estuvo conectado con el motor a través de cinco engranajes en la parte lateral; cada una de las excéntricas estaba diseñada con un radio de giro de 2.5 cm. Palabras claves: Trasmisores de potencia, engranes, sistema de biela, acoples mecánicos, motor de combustión interna. ABSTRAC Keys Words: INTRODUCCIÓN Los vehículos desarrollados a partir de motores de combustión interna están equipados con componentes que aumentan su eficiencia y garantizan su funcionamiento, debido a esta necesidad y a las condiciones de trabajo, son diseñados y construidos para que trabajen con elementos mecánicos. Una leva es un mecanismo que guía o dirige a un elemento llamado seguidor, ambos elementos deben ser diseñados en conjunto para asegurar que los requerimientos de diseño sean cumplidos. Las levas pueden ser clasificadas de acuerdo con su geometría en: levas planas o disco, levas cilíndricas o de tambor, y leva lineal. [1] Los seguidores se pueden clasificar por su forma, posición o movimiento. Por forma se encuentra el seguidor con borde afilado tipo cuchillo, el seguidor con rodillo, con cara placa y con cara esférica. De acuerdo con la posición se encuentran los seguidores en línea y los que están no en línea, respecto al movimiento pueden ser de tipo traslacional o con seguidores pivoteados. [2] Las levas en los motores de combustión son empleadas para sincronizar la apertura y cierre de las válvulas de admisión y escape del aire y gases de combustión. Entre las partes importante para el análisis están: radio base, círculo primario, superficie de la leva. El radio base, corresponde al tamaño quía de la leva, este va en función del eje donde va acoplado, del número de detenimientos que va a tener, por ende de la suavidad con la cual se va a comportar. Para el caso de el tren de levas de un motor de combustión interna, estos poseen sus seguidores directamente en sus pines de las válvulas, por lo que corresponden al tipo seguidor de rodillo. En cuanto a la caja de cambio, estas permiten regular la velocidad de marcha a través del acoplamiento de un número específico de engranajes (con su respectivo número de dientes), estas se clasifican en automáticas y manuales. Las caja de cambio manuales poseen dos ejes paralelos con su respectivos piñones, para el caso de la maqueta, esta posee siete piñones de los cuales el superior está sujeto a una guiador para desplazarse de acuerdo con las necesidades de potencia. Este tipo de mecanismos es uno de los primeros desarrollados, por lo que es necesario embragar el acoplamiento para poder realizar los cambios, ya que de no hacerlo, los dientes entre estos sufrirán choques. 1 EQUIPOS E INSTRUMENTACIÓN Motor de combustión a escala Caja de cambio a escala Calibrador “Vernier” o flexómetro Graduador Hoja de apuntes PROCEDIMIENTO La práctica se realizó en base a un motor de combustión interna cortado transversalmente para permitir observar sus pistones y mecanismos, además de su respectiva caja de cambio. Como punto de partida se analizó en juego de engranes (5 engranes) que conectaba al cigüeñal del motor con el sistema de bielas. Posteriormente se analizó y se tomó las respectivas medidas del juego de levas, principalmente el desfase entre cada una de ellas. Para este paso, se fijó el radio base en 2.5 cm y el ángulo de desfase en 150°. Finalmente, se revisó los componentes que integran a la caja de cambio, así como sus accesorios de conexión, entre ellos: se contó el numero de dientes que posee cada uno de sus engranes, se identificó las posiciones para configurar las cuatro velocidades de salida a la trasmisión. RESULTADOS ANÁLISIS DE RESULTADOS SISTEMA DE BIELA El motor de combustión interna analizado posee ocho levas, ya que este tiene cuatro pistones, es decir, dos levas para la válvula de admisión y de descarga de cada pistón. El diámetro base de cada una de estas levas es de 2.5 cm con un desfase de 150° CAJA DE CAMBIO CONCLUSIONES RECOMENDACIONES Es necesario marcar uno de los dientes de los piñones para establecerlo como referencia al contar sus dientes, esto evita confusiones. Se debe tener cuidado el momento de manipular los engranajes debido a que se puede generar un accidente. BIBLIOGRAFÍA [1] R. Norton, Diseño de Maquinaría, Mexico: Mc Graw Hill, 2009. 2 ANEXO ANEXO A: IMÁGENES Imagen 1: Engranajes conectando motor – sistema de biela. Imagen 2: Motor de combustión interna con corte transversal. Imagen 3: Caja de cambios – acople mecánico. Imagen 4: Caja de cambio con palanca selectora. Imagen 5: Imagen 6: Imagen 7: Imagen 8: 3
