Tappet - Tappet
Un taqué es más comúnmente un componente en un motor de combustión interna que convierte el movimiento giratorio del árbol de levas en movimiento lineal de las válvulas, ya sea directa o indirectamente.
Un uso anterior del término fue para parte del engranaje de válvulas en motores de viga a partir de 1715. El término también se usa para componentes en cilindros neumáticos y telares .
Motores de haz
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El primer uso registrado del término taqué es como parte del engranaje de la válvula en el motor Newcomen de 1715 , una forma temprana de motor de vapor. Las primeras versiones de los motores Newcomen de 1712 tenían válvulas operadas manualmente, pero en 1715 esta tarea repetitiva se había automatizado mediante el uso de taqués. La viga del motor tenía una 'varilla de enchufe' vertical colgada de ella, junto al cilindro. Se unieron bloques ajustables o 'empujadores' a esta varilla y, a medida que la viga se movía hacia arriba y hacia abajo, los empujadores presionaron contra palancas largas o 'bocinas' unidas a las válvulas del motor, trabajando el ciclo de vapor y válvulas de inyección de agua para operar el motor.
Esta operación mediante empujadores en una varilla de bujía continuó hasta principios del siglo XX con el motor de Cornualles .
Desde el siglo XIX en adelante, la mayoría de las máquinas de vapor utilizaron válvulas de corredera o válvulas de pistón , que no requieren el uso de empujadores.
Motores de combustión interna
En un motor de combustión interna , un empujador (también llamado 'elevador de válvula' o 'seguidor de leva') es el componente que convierte la rotación del árbol de levas en movimiento vertical que abre y cierra la válvula de admisión o escape . Los tipos de elevadores de válvulas (es decir, empujadores) comúnmente utilizados por los motores de automóviles son elevadores de sólidos, elevadores hidráulicos y elevadores de rodillos.
Una alternativa al empujador es el "seguidor de dedos", que es una viga pivotante que se utiliza para convertir la rotación del árbol de levas en apertura y cierre de una válvula. Los seguidores de dedo se utilizan en algunos motores de árbol de levas en cabeza doble de alto rendimiento (en lugar de empujadores de cucharón), más comúnmente en motocicletas y autos deportivos.
Para reducir el desgaste del árbol de levas giratorio, los empujadores suelen ser circulares y se permite, o incluso se anima, a girar. Esto evita que se formen ranuras desde el mismo punto del taqué siempre en el mismo punto del árbol de levas. Sin embargo, en algunos motores relativamente pequeños con muchos cilindros (como el motor V8 '250' de Daimler ), los taqués eran pequeños y no giraban.
La mayoría de los empujadores 'planos' (es decir, sin rodillos) suelen contener un ligero radio convexo que crea una sutil superficie en forma de hongo, ya que una superficie perfectamente plana provoca un 'golpe' contra la cara empinada del árbol de levas.
Ajuste de los taqués
Un uso común, aunque impreciso, del término "taqué" es la tarea de mantenimiento del motor denominada "ajustar los taqués" en un motor de válvulas en cabeza (OHV), que ha sido una configuración de motor ampliamente utilizada desde la década de 1940. La tarea implica ajustar la holgura del taqué del árbol de levas, sin embargo, el ajuste no se realiza realmente en los propios taqués.
En la mayoría de los motores OHV, el ajuste se hizo girando un tornillo en el extremo del balancín que presionaba el extremo de la varilla de empuje. Con el motor girado para dar el espacio más amplio entre el árbol de levas y un taqué en particular, el tornillo de balancín se ajustó hasta que este espacio estuviera en el espacio correcto, medido con el uso de una galga de espesores . Si la brecha era demasiado amplia, esto podría resultar en un "traqueteo de empujador" audible desde la tapa del balancín. Si el espacio era demasiado estrecho, esto podría provocar daños en el motor, como varillas de empuje dobladas o válvulas quemadas. El tornillo de ajuste estaba bloqueado por una contratuerca. Si la contratuerca no mantiene el ajuste en su lugar, podría causar una falla catastrófica del motor, lo que ha provocado accidentes fatales de aeronaves.
En algunos motores OHV en la década de 1960, como el motor Ford Taunus V4 y el motor Opel CIH , el ajuste del taqué se realizó estableciendo la altura del punto de pivote del balancín (en lugar del método típico de un tornillo de ajuste del extremo del balancín). En las versiones 1965-1970 del motor Opel CIH con taqués macizos, el ajuste del taqué se realizaba con el motor en marcha.
Taqués hidráulicos
Un taqué hidráulico , también conocido como "ajustador de holgura hidráulico", contiene un pequeño pistón hidráulico que se llena con aceite de motor presurizado. el pistón actúa como un resorte hidráulico que ajusta automáticamente la holgura del taqué de acuerdo con la presión del aceite. Aunque los movimientos del pistón son pequeños e infrecuentes, son suficientes para hacer que el accionamiento de la válvula sea autoajustable de modo que no sea necesario ajustar manualmente la holgura de los empujadores.
Los empujadores hidráulicos dependen de un suministro de aceite limpio a la presión adecuada. Al arrancar un motor frío, con baja presión de aceite, los empujadores hidráulicos suelen ser ruidosos durante unos segundos, hasta que se posicionan correctamente.
Taqués de rodillo
Los primeros motores automotrices usaban un rodillo en el punto de contacto con el árbol de levas, sin embargo, a medida que aumentaban las velocidades del motor, los 'empujadores planos' con extremos planos se volvieron mucho más comunes que los empujadores con rodillos. Sin embargo, en los últimos tiempos, los empujadores de rodillo y los balancines con extremos de empujador de rodillo han resurgido debido a la menor fricción que proporciona una mayor eficiencia y reduce la resistencia.
Diseños de trenes de válvulas
Motores de válvulas laterales
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En un motor de válvulas laterales , un diseño común para los motores de automóviles hasta la década de 1950, las válvulas se montan a los lados del cilindro y miran hacia arriba. Esto significa que el árbol de levas podría colocarse directamente debajo de las válvulas, sin necesidad de un balancín. Con bloques de cilindros inferiores, los empujadores podían accionar las válvulas directamente sin necesidad de una varilla de empuje.
Los motores de válvulas laterales también requerían un ajuste regular de la holgura del taqué, y en este caso fueron los propios taqués los que se ajustaron directamente. Se proporcionaron pequeñas placas de acceso a los lados del bloque de cilindros, dando acceso al espacio entre las válvulas y los empujadores. Algunos taqués tenían un ajustador roscado, pero los motores más simples podían ajustarse rectificando los extremos del vástago de la válvula directamente. Como el ajuste del taqué siempre consistió en expandir la holgura (volver a pulir las válvulas en sus asientos de válvula durante la descoquización hace que se asienten más abajo, reduciendo así la holgura del taqué), el ajuste acortando los vástagos de la válvula era un método viable. Eventualmente, las válvulas se reemplazarían por completo, una operación relativamente común para los motores de esta época.
Motores de varilla de empuje
En un motor de varillas de empuje , los empujadores están ubicados hacia abajo en el bloque del motor y operan varillas de empuje largas y delgadas que transfieren el movimiento (a través de los balancines) a las válvulas ubicadas en la parte superior del motor.
Motores de árbol de levas en cabeza simple
En un motor de árbol de levas único (SOHC), los taqués están integrados en el diseño de los balancines como una sola pieza, ya que el árbol de levas interactúa directamente con el balancín.
La producción en masa de motores SOHC para automóviles de pasajeros se hizo más común en la década de 1970, en forma de culatas de cilindros de flujo cruzado con balancines en cabeza ubicados directamente sobre un solo árbol de levas en cabeza, como un diseño más eficiente que podría fabricarse de manera rentable. El motor Ford Pinto de 1970-2001 fue uno de los primeros motores de producción en serie en utilizar un diseño SOHC con un cambelt dentado. En esta configuración, los balancines combinan la función de empujador deslizante, balancín y dispositivo de ajuste. El ajuste de la holgura de la válvula generalmente se realizaba mediante un perno roscado en el extremo de la válvula del balancín. El lado del taqué de deslizamiento lineal a menudo presentaba una alta tasa de desgaste y requería una lubricación cuidadosa con aceite que contenía aditivos de zinc.
Un diseño relativamente poco común de un árbol de levas SOHC con cuatro válvulas por cilindro se usó por primera vez en el motor Triumph Dolomite Sprint de cuatro cilindros en línea 1973-1980 , que usaba un árbol de levas con 8 lóbulos que accionaban las 16 válvulas a través de una inteligente disposición de balancines.
Motores de doble árbol de levas en cabeza
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Los motores de doble árbol de levas en cabeza (DOHC) se desarrollaron por primera vez como motores de carreras y aviones de alto rendimiento, con los árboles de levas montados directamente sobre las válvulas y conduciéndolos a través de un simple "taqué de cucharón". La mayoría de los motores usaban una culata de flujo cruzado con las válvulas en dos filas en línea con su árbol de levas correspondiente.
El ajuste de la holgura del taqué se establece típicamente usando una pequeña cuña , ubicada arriba o debajo del taqué. Las calzas se fabricaron en una gama de espesores estándar y un mecánico las intercambiaría para cambiar el espacio del taqué. En los primeros motores DOHC, el motor se ensamblaba primero con una cuña predeterminada de espesor conocido y luego se medía el espacio. Esta medida se usaría para calcular el espesor de la cuña que daría como resultado el espacio deseado. Después de la instalación de la nueva cuña, los espacios se medirían nuevamente para verificar que el espacio libre fuera correcto. Como se tuvo que quitar el árbol de levas para cambiar las calzas, esta fue una operación que consumió mucho tiempo (especialmente porque la posición del árbol de levas podía variar ligeramente cada vez que se reinstalaba).
Los motores posteriores utilizaron un diseño mejorado en el que las calzas se ubicaron por encima de los taqués, lo que permitió cambiar cada calza sin quitar ni el taqué ni el árbol de levas. Un inconveniente de este diseño es que la superficie de fricción del empujador se convierte en la superficie de la cuña, lo que es un problema difícil de la metalurgia de producción en masa. El primer motor de producción en masa que utilizó este sistema fue el motor Fiat Twin Cam de 1966-2000 , seguido de los motores de Volvo y los Volkswagen refrigerados por agua.
Otros usos
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El término 'empujador' también se usa, de manera oscura, como un componente de los sistemas de válvulas para otras máquinas, particularmente como parte de una válvula bash en cilindros neumáticos . Cuando se produce una acción de vaivén, como en el caso de un taladro neumático o un martillo neumático , la válvula puede ser accionada por inercia o por el movimiento del pistón de trabajo. A medida que el pistón golpea hacia adelante y hacia atrás, impacta contra un pequeño empujador, que a su vez mueve la válvula de aire e invierte el flujo de aire al pistón.
En telares, un empujador es un mecanismo que ayuda a formar el cobertizo o abertura en los hilos de urdimbre (dirección larga) del material a través del cual pasan los hilos de trama (de lado a lado o en dirección corta). Los tappets forman los patrones básicos en el material, como tejido liso, sarga, denim o satén. Harris tweed todavía se teje en telares en los que todavía se utilizan taqués.