Funcionamiento y Tipos de Sistemas de Distribución en Motores Térmicos

El Sistema de Distribución

El sistema de distribución es el encargado de sincronizar la apertura y el cierre de las válvulas con el movimiento del pistón.

Configuraciones del Árbol de Levas

• OHV (OverHead Valve): Árbol de levas en el bloque y el movimiento se transmite a la válvula desde la leva mediante un taqué, una varilla empujadora y un balancín que gira sobre el eje.
• OHC-SOHC (Single OverHead Camshaft): Árbol de levas situado en la parte superior de la culata, con lo cual son necesarios menos elementos intermedios y de esta manera se producen menos fuerzas de inercia, siendo posible alcanzar muchas revoluciones.
• DOHC (Double OverHead Camshaft): Es utilizado en distribuciones multiválvulas donde las válvulas de admisión van situadas en un lateral y las de escape en el otro, disponiendo de un árbol de levas para cada tipo de válvulas.

Métodos de Accionamiento

• Piñones: Cuando el árbol de levas está en el bloque; poseen dientes de forma helicoidal. Es poco utilizado por el desgaste de los piñones.
• Cadena: Es el sistema más utilizado cuando el árbol de levas se sitúa en el bloque y también cuando va en la culata. Presenta menos desgaste, aunque con el paso del tiempo puede generar holguras; disponen de tensores.
• Correa dentada: Ofrece menos ruido y menos desgaste. Se utiliza con el árbol situado en cabeza (culata) y requiere el uso de tensores mecánicos o hidráulicos. No necesita engrase, es más silencioso, más económico y se debe sustituir por kilometraje.

Componentes de la Distribución

Árbol de Levas

Es el órgano que regula el tiempo de apertura y cierre de válvulas. Consiste en un eje de acero con levas mecanizadas para la apertura de las válvulas de admisión y escape.

• Perfil oval: La apertura y cierre de la válvula se produce de forma más lenta.
• Perfil tangencial: La apertura y cierre es más rápido.

Válvulas

Son componentes situados en la cámara de combustión que se encargan de abrir y cerrar los orificios de entrada y salida de gases. Sus partes principales son: cabeza, vástago y cola.

Taqués

Transmiten el movimiento de dos formas:

1. Cuando el árbol va situado en el bloque: de la leva a la varilla empujadora.
2. Si el árbol va situado en la culata: desde el balancín o la leva a la válvula.

Existen también los taqués hidráulicos.

Varillas Empujadoras

Utilizadas en sistemas OHV, su misión es transmitir el movimiento desde el empujador hasta el balancín. Son piezas alargadas, ligeras y fabricadas en material de acero al carbono.

Balancines

Son las palancas que transmiten directa o indirectamente el movimiento de la leva a la válvula. Se dividen en:

• Balancines basculantes.
• Balancines oscilantes.

Muelles de Válvula

Son los encargados de mantener la válvula siempre cerrada.

Optimización del Rendimiento y Potencia

Aumento de Revoluciones y Potencia

Para lograrlo se deben considerar los momentos de inercia, evitar los rebotes de las válvulas en el sistema de distribución y asegurar la correcta lubricación entre el pistón y el cilindro.

Aumento de Par y Potencia

Se puede conseguir mediante:

• Aumentando la cilindrada.
• Incrementando la relación de compresión.
• Aumentando el rendimiento volumétrico.

Esta última es la mejor forma de mejorar la potencia sin elevar el consumo y la contaminación, y sin comprometer la fiabilidad del motor.

Colectores de Geometría Variable

Basan su funcionamiento en la sobrealimentación producida al aprovechar la resonancia en el colector de admisión. Este fenómeno consiste en que, al realizar la admisión, en los colectores se crean ondas de presión y depresión que viajan a la velocidad del sonido y se aprovechan para aumentar la presión y el llenado de los cilindros.

Distribuciones Multiválvulas

Aportan más potencia sin aumentar el consumo debido a que consiguen más turbulencias en la cámara. Ofrecen más potencia en altas revoluciones y menos en bajas; la solución es combinarlos con otros sistemas como la distribución variable o colectores de geometría variable.

Sistemas de Distribución Variable

Modifica las cotas de apertura y cierre de válvulas, así como su alzada, para elegir la configuración más adecuada al motor en cada momento de funcionamiento.

Variadores de Fase del Árbol de Levas

Variadores de fase por engranaje helicoidal

Desfasan el árbol de levas respecto de su piñón de accionamiento, el cual es movido por el cigüeñal a través de un engranaje helicoidal.

Variadores tipo VarioCam

Desfasan el árbol de levas de admisión respecto al de escape, siendo este último el que va sincronizado con el cigüeñal y el que acciona la admisión.

Variadores de fase celulares de aletas

Producen el desfasado de los árboles a través de la presión de aceite del motor, controlada por unas electroválvulas y por la centralita (ECU), en función de las revoluciones, la carga, la posición angular del cigüeñal, la temperatura del motor y la posición angular de los árboles.

Variadores de Alzada de Válvulas (Valvetronic)

En este sistema se recurre a un motor eléctrico controlado por la ECU que hace girar un eje excéntrico, modificando el punto de apoyo, con lo que varía su altura respecto del semibalancín.