Braço oscilante - Rocker arm
Um braço oscilante (no contexto de um motor de combustão interna dos tipos automotivo, marítimo, de motocicleta e de aviação recíproca) é uma alavanca oscilante que transmite o movimento radial do lóbulo do came para o movimento linear na válvula poppet para abri-lo. Uma extremidade é levantada e abaixada por um lóbulo rotativo do veio de carnes (quer directamente ou através de um tucho (levantador) e haste de impulso ), enquanto a outra extremidade actua sobre a haste da válvula . Quando o lóbulo da árvore de cames levanta a parte externa do braço, a parte interna pressiona para baixo a haste da válvula, abrindo a válvula. Quando a parte externa do braço pode retornar devido à rotação do eixo de comando, a parte interna sobe, permitindo que a mola da válvula feche a válvula.
Alguns motores de came suspenso empregam balancins curtos nos quais o lóbulo do came empurra para baixo (em vez de para cima) no balancim para abrir a válvula. Nesse tipo de balancim, o ponto de apoio fica na extremidade e não no meio, enquanto o came atua no meio do braço. A extremidade oposta abre a válvula. Esses tipos de balancins são particularmente comuns em motores de came duplo no alto e costumam ser usados em vez de tuchos diretos.
Visão geral
O came de acionamento é acionado pelo eixo de cames . Isso empurra o balancim para cima e para baixo em torno do pino do munhão ou eixo do balancim. O atrito pode ser reduzido no ponto de contato com a haste da válvula por uma ponta de rolo. Um arranjo semelhante transfere o movimento por meio de outra ponta de rolo para um segundo braço oscilante. Isso gira em torno do eixo do balancim e transfere o movimento por meio de um taco para a válvula do gatilho . Neste caso, isso abre a válvula de admissão para a cabeça do cilindro .
Um balancim de rolo é um balancim que usa rolamentos em vez de deslizamento de metal no metal. Tem uma roda em sua extremidade como a de uma roda de medição , que rola pelo uso de rolamentos de agulha . Para motores pushrod, os balancins de rolo empregam um rolo onde o balancim entra em contato com a haste da válvula . Os balancins também podem ser usados em motores de came suspensos. No entanto, eles geralmente têm o rolo no ponto onde o lóbulo do came entra em contato com o balancim, em vez de no ponto onde o balancim entra em contato com a haste da válvula. Isso ajuda a reduzir o atrito e o desgaste do lóbulo do came, da mesma forma que os elevadores de roletes nos motores pushrod.
Aproveitar
A alavanca efetiva do braço (e, portanto, a força que pode exercer na haste da válvula) é determinada pela razão do balancim , a proporção da distância do centro de rotação do balancim à ponta dividida pela distância do centro de rotação até o ponto atuado pela árvore de cames ou haste. O design automotivo atual favorece as taxas de balancim de cerca de 1,5: 1 a 1,8: 1. No entanto, no passado, razões positivas menores (a elevação da válvula é maior do que a elevação do came) e até mesmo taxas negativas (elevação da válvula menor do que a elevação do came) foram usadas. Muitos motores anteriores à Segunda Guerra Mundial usam uma proporção de 1: 1 (neutro).
Materiais
Para motores de automóveis, os balancins são geralmente estampados de aço , proporcionando um equilíbrio razoável de resistência, peso e custo econômico. Como os balancins são, em parte, peso alternativo , a massa excessiva, especialmente nas extremidades da alavanca, limita a capacidade do motor de atingir altas velocidades de operação. Por esse motivo, o alumínio é frequentemente usado para balancins de alto desempenho, balancins de reposição para motores pushrod, bem como muitos balancins OEM em motores OHC. Os balancins de alumínio nos motores OHC geralmente têm uma almofada de aço ou rolo onde o came entra em contato com o balancim para reduzir o desgaste. Os motores de caminhão (principalmente a diesel) usam balancins mais fortes e rígidos feitos de ferro fundido (geralmente dúctil) ou aço carbono forjado .
História
Datando do século 19, os balancins eram feitos com e sem pontas de roletes que pressionavam a válvula.
Uso de ligas
Muitas ligas leves e de alta resistência, e configurações de rolamentos para o fulcro , foram usadas em um esforço para aumentar os limites de RPM para aplicações de alto desempenho, eventualmente emprestando os benefícios dessas tecnologias de corrida para veículos de produção mais sofisticados.
Geometria
Até mesmo os aspectos do projeto da geometria do balancim foram estudados e alterados para maximizar a troca de informações do came para a válvula que o balancim impõe, conforme estabelecido pela Miller US Patent, # 4.365.785, concedida a James Miller em 28 de dezembro de 1982 , frequentemente referida como patente MID-LIFT . Anteriormente, os pontos de pivô específicos com projeto de balancim baseavam-se em teorias mais antigas e menos eficientes de movimento de arco excessivo que aumentava o desgaste nas pontas das válvulas, guias das válvulas e outros componentes do trem de válvulas , além de diluir as informações do lóbulo do came efetivas à medida que eram transferidas através o movimento do balancim para a válvula. A patente MID-LIFT de Jim Miller estabeleceu um novo padrão de precisão geométrica do balancim que definiu e duplicou o push-rod específico de cada motor para os ângulos de ataque da válvula, em seguida, projetou os pontos de pivô do balancim para que uma relação perpendicular exata em ambos os lados do balancim fosse alcançado: com a válvula e a haste, quando a válvula estava em seu ponto de "levantamento médio" de movimento.