Sistema de Distribución del Motor: Tipos, Funcionamiento y Componentes

1. Sistema de Distribución

El objetivo de la distribución es sincronizar el giro del motor con la apertura y el cierre de las válvulas. Está constituido por:

• Árbol de levas
• Rueda dentada
• Sistema de transmisión
• Válvulas, guías, asientos y muelles
• Empujadores, balancines y sistema de reglaje de válvulas

2. Disposiciones de la Distribución

2.1. Árbol de Levas Lateral

Siempre se denomina OHV (OverHead Valve).

2.2. Árbol de Levas en la Cabeza

Se puede denominar OHC (OverHead Camshaft) o DOHC (Double OverHead Camshaft).

3. Sistema OHV

Se denomina así porque tiene la distribución con válvulas en la culata y el árbol de levas en el bloque. La apertura de la válvula se hace desde la leva que al girar desplaza hacia arriba el taqué y la varilla de empuje. La válvula se cierra por la fuerza del muelle.

4. Sistemas OHC y DOHC

Estos dos van montados en la parte superior de la culata. El primer sistema solo tiene un árbol de levas que se dedica a la admisión y escape, y el segundo sistema tiene dos árboles de levas, uno para cada cosa. Estos sistemas son más efectivos y tienen un mejor rendimiento. Actualmente se monta en los motores doble árbol de levas y la apertura de las válvulas se hace a través de balancines de rodillos.

5. Tipos de Disposición del Árbol de Levas

• Válvulas en línea y palanca basculante
• Válvulas en ángulo y balancines
• Accionamiento directo de las válvulas
• Doble árbol de levas

6. Mando de Distribución

Por cada dos vueltas del cigüeñal, el árbol de levas da una vuelta, lo que quiere decir 2 a 1. Los cuatro tiempos del motor se hacen en estas dos vueltas del cigüeñal, pero las válvulas de admisión y de escape son accionadas solo una vez durante esas dos vueltas.

Los tipos de distribución son:

• Ruedas dentadas
• Cadena de rodillos
• Correa dentada

7. Accionamiento por Ruedas Dentadas

Se usa solamente cuando el árbol de levas va montado en el bloque y la distancia entre este y el cigüeñal permite una transmisión directa entre dos ruedas dentadas. Este sistema es poco utilizado actualmente. El conjunto queda encerrado dentro del cárter de distribución y es lubricado por el aceite de engrase del motor.

8. Accionamiento por Cadena de Rodillos

Está constituido por dos ruedas dentadas, una en el cigüeñal y otra en el árbol de levas, con dientes tallados. Se utilizan en motores con árbol de levas que van montados en el bloque o sobre la culata. La cadena es un sistema de transmisión robusto y de larga duración, pero con el tiempo se puede alargar debido al desgaste, produciendo un aumento del nivel de ruido.

9. Tensor de la Cadena

Es muy resistente al desgaste y sirve para tensar la cadena, es capaz de absorber holguras que van produciéndose con el tiempo y manteniendo la cadena tensa. Evitan que se produzcan vibraciones con el cambio de régimen del motor. En algunos sistemas se incorpora un piñón intermediario que permite realizar la transmisión mediante dos cadenas más cortas.

10. Accionamiento por Correa Dentada

Este es el más utilizado. No requiere lubricación, tiene un funcionamiento silencioso y es relativamente económico, pero tiene el inconveniente de que tiene caducidad y suele ser cada 120.000 o 150.000 km. La rotura de la correa provocaría graves daños en el motor, como que el pistón choque contra las válvulas. Se fabrica a partir de fibras de alta resistencia o con hilos de acero. En algunos sistemas DOHC utiliza los dos tipos de accionamientos, para un árbol utiliza correa dentada y para el otro la cadena que va de árbol a árbol.

11. Válvulas

Son elementos que abren los conductos de admisión y escape en sus tiempos. Están constituidos por una cabeza y un vástago. Las válvulas se montan sobre la culata en línea formando un ángulo de entre 20 y 60 grados, lo que favorece el intercambio de gases y admite válvulas de mayores dimensiones.

12. Funcionamiento de las Válvulas

Se fabrican en una aleación de acero, cromo y silicio, y se refuerzan en lugares donde sufren mayor desgaste. La válvula de admisión se refrigera mediante los gases frescos de la admisión, pero puede superar los 400 grados. La válvula que está sometida a mayor temperatura es la de escape.

13. Válvulas Refrigeradas con Sodio

Se montan en motores de alto rendimiento. Se construyen con el vástago hueco y se rellenan hasta la mitad con sodio, que es muy buen conductor del calor.

14. Dimensiones de las Válvulas

El diámetro de una válvula de admisión es un 20-30 por ciento más grande que la de escape para mejorar el llenado del cilindro. La de escape es más pequeña porque al abrirse el cilindro tiene una presión de 3-4 bares y facilita el rápido vaciado. Las medidas más importantes de una válvula son:

• El diámetro de la cabeza
• La alzada o desplazamiento longitudinal de la válvula
• El ángulo de asiento
• El diámetro del vástago

15. Diámetro de la Cabeza

Se calcula según el diámetro del cilindro. En motores con dos válvulas por cilindro sus valores son de 0.40 y 0.48 veces el diámetro del cilindro.

16. Ángulo de Asiento

La válvula de escape está a 90 grados y la de admisión a 120 grados. La de admisión opone menos resistencia a la hora de que entre el gas.

17. Guías de las Válvulas

Es la pieza sobre la que se desliza el vástago en su desplazamiento y centra la válvula en su asiento. El juego de montaje entre la válvula y el vástago se tiene que calcular para que permita la dilatación del vástago. La holgura suele ser mayor para que la válvula de escape soporte mayores temperaturas. El consumo de aceite se reduce colocando retenes en la parte superior de las guías.

18. Árbol de Levas

Es el elemento que manda en el sistema de distribución y establece los ángulos de apertura y cierre de las válvulas. Las levas pueden ser postizas o mecanizadas. Las postizas se pueden cambiar. Si la leva es puntiaguda tiene mayor cruce, pero si la leva es redonda está mayor tiempo abierta.

19. Constitución

El árbol de levas forjado no va mecanizado, en cambio, el fundido sí va mecanizado.

20. Geometría de las Levas

El momento de apertura de las válvulas, el ángulo que permanecen abiertas, el desplazamiento o alzada y el modo en el que se desarrollan los movimientos. La rotación de la leva transmite su movimiento al elemento de empuje. El tramo denominado círculo base corresponde a la válvula cerrada.