Sistema de Distribución: Componentes y Funcionamiento

El sistema de distribución es un conjunto de elementos mecánicos que controlan la apertura y cierre de las válvulas del motor. Estas válvulas regulan la entrada de la mezcla aire-combustible y la salida de los gases de escape del cilindro.

Elementos Principales del Sistema de Distribución

• Árbol de levas, rueda dentada y sistema de transmisión: El árbol de levas es el encargado de accionar las válvulas. Gira sincronizado con el cigüeñal mediante una correa, cadena o engranajes.
• Válvulas, guías, asientos y muelles: Las válvulas abren y cierran los conductos de admisión y escape. Las guías aseguran su correcto movimiento, los asientos proporcionan un cierre hermético y los muelles las mantienen cerradas.
• Empujadores, balancines y sistema de reglaje de válvulas: Estos componentes transmiten el movimiento del árbol de levas a las válvulas, permitiendo ajustar la holgura entre ellas (reglaje).

Tipos de Sistemas de Distribución Según la Posición del Árbol de Levas

La disposición del sistema de distribución se clasifica principalmente en dos grupos, según la ubicación del árbol de levas:

• Árbol de levas lateral (OHV – Overhead Valve): El árbol de levas se sitúa en el bloque de cilindros. Este sistema es más sencillo, pero menos eficiente a altas revoluciones.
• Árbol de levas en cabeza (OHC – Overhead Camshaft / DOHC – Double Overhead Camshaft): El árbol de levas se ubica en la culata. Ofrece mejor rendimiento, especialmente a altas revoluciones.

Sistema OHV

En este sistema, las válvulas están en la culata, pero el árbol de levas se encuentra en el bloque del motor. La transmisión del movimiento se realiza mediante varillas y balancines.

Sistemas OHC y DOHC

El árbol de levas se monta en la parte superior de la culata, lo que permite un accionamiento más directo de las válvulas.

• OHC: Un solo árbol de levas controla tanto las válvulas de admisión como las de escape. Existen diferentes configuraciones:
  1. Válvulas en línea accionadas por palancas basculantes (empujadas directamente por el árbol de levas).
  2. Válvulas en ángulo accionadas por balancines (movidos por el árbol de levas).
  3. Válvulas en línea accionadas directamente por el árbol de levas a través de empujadores (taqués).
• DOHC: Dos árboles de levas, uno para las válvulas de admisión y otro para las de escape. Esto permite un control aún más preciso de la apertura y cierre de las válvulas, mejorando el rendimiento y la eficiencia del motor. Normalmente, las válvulas se accionan mediante empujadores.

Mecanismos de Accionamiento de la Distribución

La transmisión del movimiento del cigüeñal al árbol de levas se realiza con una relación de 2:1 (dos vueltas del cigüeñal por cada vuelta del árbol de levas). Los sistemas de accionamiento más comunes son:

• Rueda delantera (engranajes): Se utiliza cuando el árbol de levas está en el bloque y la distancia al cigüeñal es corta. Puede ser una transmisión directa entre dos engranajes o mediante un tren de tres engranajes con una rueda intermedia. Es poco común en turismos modernos.
• Cadena de rodillos: Apta para cualquier distancia entre cigüeñal y árbol de levas. Consiste en dos ruedas dentadas unidas por una cadena de rodillos (simple o doble). Es robusta y duradera, pero puede alargarse y deteriorarse con el tiempo.
• Correa dentada: El sistema más utilizado en la actualidad, especialmente cuando el árbol de levas está en la culata. Es silenciosa, no requiere lubricación y es económica, pero tiene una vida útil limitada y su rotura puede causar daños graves al motor.

Tensor de Cadena

El tensor mantiene la cadena tensada y compensa el desgaste. Consiste en un taco de caucho sintético presionado por un resorte y, en algunos casos, por la presión hidráulica del aceite del motor. En cadenas largas, se utilizan rieles guía en el lado opuesto al tensor.

Cárter de Distribución

El sistema de distribución, especialmente en el caso de la cadena, necesita lubricación. El aceite del motor llega al cárter de distribución, impregnando la cadena y lubricando todo el sistema. El cárter se fija con tornillos, una junta y un retén para el eje del cigüeñal.

Ventajas y Desventajas de la Correa Dentada

La correa dentada, fabricada con fibras de alta resistencia o hilos de acero trenzado recubiertos de neopreno o caucho sintético, ofrece:

Ventajas:

1. No necesita lubricación.
2. Funcionamiento silencioso.
3. Relativamente económica.

Desventajas:

Duración limitada y riesgo de rotura, que puede provocar la colisión de los pistones con las válvulas. Por ello, se protege con una carcasa de plástico.

Algunos fabricantes optan por la cadena de rodillos, que, aunque más ruidosa, no requiere sustituciones periódicas.

Válvulas: Características y Materiales

Las válvulas abren y cierran los conductos de admisión y escape en los momentos precisos, asegurando un cierre hermético durante la compresión y expansión. Cada cilindro tiene al menos una válvula de admisión y una de escape. Se componen de una cabeza y un vástago, y se fijan con semiconos (chavetas) y el platillo del muelle.

Condiciones de Funcionamiento de las Válvulas

Las válvulas soportan altas solicitaciones térmicas y mecánicas:

• La válvula de admisión puede superar los 400 ºC.
• La válvula de escape puede alcanzar los 800 ºC debido a los gases de combustión.
• La cabeza de la válvula soporta altas temperaturas, golpeteo constante y corrosión.
• El vástago también sufre desgaste.

Fabricación de Válvulas

• Válvulas monometálicas: Fabricadas de una sola pieza de acero al cromo. Para mayor resistencia, pueden tener un recubrimiento de estelita.
• Válvulas bimetálicas: Utilizan dos metales: uno con buenas propiedades deslizantes para el vástago y aleaciones de acero de alta calidad para la cabeza.
• Válvulas refrigeradas con sodio: Para motores de alto rendimiento. El vástago hueco se rellena parcialmente con sodio. Deben tratarse como residuos especiales al desecharse.

Guías y Asientos de Válvulas

• Guías de válvulas: Piezas por las que se desliza el vástago, centrando la válvula en su asiento. Fabricadas en fundición de hierro con aleación de fósforo y cromo, ofrecen alta resistencia al desgaste. El juego entre vástago y guía debe permitir la dilatación del vástago.
• Asientos de válvulas: Piezas postizas sobre las que apoya la cabeza de la válvula para el cierre. Resistentes al choque y a altas temperaturas. Fabricados en acero al cromo o aleaciones de metal duro.

Muelles de Válvulas

Los muelles de válvulas proporcionan la fuerza necesaria para mantener las válvulas cerradas. La fuerza y elasticidad del muelle dependen del tipo de acero, el diámetro del alambre, el diámetro del muelle y el número de espiras.