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REPERFILADO DE LEVAS SOBRE EL ÁRBOL
DE ORIGEN
En numerosas ocasiones he sido preguntado
sobre el método y las implicaciones de crear un nuevo perfil sobre una
leva original. En general, he conseguido aclarar las dudas pero reconozco
que en muchas ocasiones (quizá debido a mi nula capacidad pedagógica)
no he logrado hacer entender cómo es posible aumentar simultáneamente
el alzado y la duración sin necesidad de aportar material sobre el de
origen.
En este artículo se presenta, de un modo visual y fácilmente
comprensible, cómo el secreto radica en variar el círculo base de la
leva hasta el punto deseado que permita un aumento previamente proyectado
del alzado y duración.
En la figura siguiente se muestra una de las pantallas del
software utilizado por Pro #1 Performace para el diseño
de los nuevos perfiles. En este caso, se ha modificado la leva, proporcionando
1 mm más de alzado y 20º de cigüeñal más de duración. En total el incremento
de área efectiva de distribución
es del 14.5%, en la línea de los árboles de levas de competición más
radicales para este modelo pero a un coste mucho menor. En rojo de puede
apreciar el perfil original y, en amarillo, el nuevo desarrollado por
Pro
#1 Performance inscrito en el material de éste.
Desgraciadamente,
como todas las aplicaciones
de ingeniería, esta técnica tiene un límite: por un lado no es posible
rebajar el círculo base de la leva aleatoriamente para conseguir, digamos,
3 milímetros más de alzado. Bajo estas circunstancias, la leva será
tan afilada que, seguramente, los radios de curvatura locales de la
superficie den lugar a presiones de contacto con el seguidor totalmente
inadmisibles (elevadísimas) ocasionando un rápido desgaste de ambas
partes. Por otro lado también se producirán zonas del contorno donde,
para la duración buscada, se origine rebaje durante el mecanizado (la
fresa “se come” zonas de la leva) y no sea factible la fabricación.
Por último, también el límite
puede ver impuesto por la diferencia de diámetros entre el eje de levas
y el círculo base que, si es muy pequeña o nula, puede complicar enormemente
el proceso al tener que mecanizar por debajo del diámetro del eje o
incluso reducir éste.
A continuación se puede ver el
resultado de mecanizar el perfil anterior en otro eje con levas de menor alzado y duración. El diagrama
de distribución resultante es idéntico al anterior sin embargo ha sido
necesario rebajar el círculo base original en ¡¡4mm!!. En este caso
el eje de levas no supone limitación pero sí el perfil resultante ya
que las presiones de contacto locales se incrementan en más de un 120%
respecto al árbol original lo cual es totalmente inadmisible.
Una vez que se
ha comprobado la viabilidad del diseño, se procede a la obtención de
puntos de superficie en coordenadas polares y se envían al centro de
mecanizado. En éste se rectifica la superficie, se trata superficialmente
tanto en levas como en apoyos para proporcionar una dureza superficial
adecuada (48-50 Rockwell-C) y se comprueba distorsión térmica de las
levas y el árbol, repitiendo el proceso si fuese necesario.
La gran ventaja de esta técnica
es que permite, con costes ajustados, desarrollar perfiles específicos,
únicos para el cliente, tipo de uso o aplicación a que se destina sin
las limitaciones que implica la utilización de árboles (bien de serie
o de competición) destinados a otros fines.
Todo esto asegura la máxima fiabilidad
a la vez que un tiempo de ejecución mucho menor desde la etapa de proyecto
hasta el producto final.
Ramón Rey. Ingeniero D+D. Pro
#1 Performance
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