Sistema de distribución y árbol de levas: funcionamiento, componentes y tipos de válvulas

Sistema de distribución: funciones y componentes

1. Sistema de distribución

Se llama distribución al conjunto de piezas que regulan la entrada y salida de gases en el cilindro. Este sistema debe estar en perfecto sincronismo con el cigüeñal, para que las aperturas y cierres de las válvulas se produzcan según las sucesivas posiciones del pistón dentro del cilindro y en los momentos adecuados.

La distribución está formada por:

• Válvulas con sus muelles, asientos, guías y elementos de fijación.
• Árbol de levas y elementos de mando.
• Empujadores y balancines.

Tipos de distribución: el sistema SV, OHV y OHC (SOHC y DOHC).

2. Árbol de levas

El movimiento alternativo de apertura y cierre de las válvulas se realiza por medio de un mecanismo empujador que actúa sobre las válvulas y que se denomina árbol de levas. La apertura y cierre de las válvulas tiene que estar sincronizado con el ciclo de funcionamiento y con el régimen de revoluciones del motor. El árbol de levas recibe movimiento del cigüeñal a un número de revoluciones que es la mitad de éste.

La leva: Pieza mecánica que sirve para transformar el movimiento circular continuo en movimiento rectilíneo alternativo, o viceversa.

3. Mando del árbol de levas

El mando del árbol de levas es el elemento que enlaza el piñón del cigüeñal con el del árbol de levas. El más frecuente es por cadena.

Durante dos vueltas del cigüeñal se realizan en cada cilindro los cuatro tiempos del ciclo.

4. Válvulas

Las válvulas son elementos que abren y cierran los conductos de admisión y escape, sincronizados con el movimiento de subida y bajada de los pistones. A su vez, mantienen estanca o cerrada la cámara de combustión cuando se produce la carrera de compresión y la combustión del motor. Se utilizan, por lo menos, dos válvulas para cada cilindro (una de admisión y una de escape).

Asientos y guías

Los asientos son piezas postizas colocadas a presión sobre la culata y sobre las cuales asientan las válvulas para lograr el cierre hermético de la cámara de combustión. Los asientos se montan porque el material de la culata es excesivamente blando respecto al de la válvula y no puede soportar el continuo golpeteo al que está sometido el asiento durante el funcionamiento.

Las guías de válvula, al igual que las piezas postizas, son casquillos cilíndricos que se insertan a presión en la culata siguiendo el mismo proceso indicado anteriormente. Su misión es servir de guía al vástago de la válvula durante su apertura y cierre, evitar el desgaste de la culata y transmitir el calor de la válvula al circuito de refrigeración.

5. Disposición de las válvulas en el cilindro

Disposición en línea: en este caso las válvulas son accionadas por un solo árbol de levas.

Disposición en doble línea: en este caso las válvulas son accionadas por uno o dos árboles de levas.

6. Muelle de válvulas

Estos muelles sirven para mantener siempre cerradas las válvulas cuando no actúa el árbol de levas sobre ellas. Los muelles están constantemente sometidos a esfuerzos alternativos para abrir y cerrar las válvulas. Debido a su elasticidad se producen una serie de movimientos vibratorios que se transmiten a las válvulas y a los elementos de mando y ocasionan ciertos rebotes que perjudican el buen funcionamiento del sistema.

7. Balancines, empujadores y taqués

Los balancines son palancas que transmiten el movimiento de la leva, bien directamente o a través de los empujadores, a las válvulas (oscilantes y basculantes). Los taqués son elementos que se interponen entre la leva del árbol y la válvula, bien directamente o con interposición de una varilla empujadora, según el tipo de distribución. El taqué sirve para aumentar la superficie de ataque de la leva y para reducir el desgaste. También existen los taqués hidráulicos, que tienen la ventaja de la compensación automática de holgura en la válvula.