En un automóvil, el sistema de distribución coordina gran parte de las piezas móviles del motor para que dén lugar a una correcta entrada y salida de gases en los cilindros.
Abre y cierra las válvulas tanto de admisión como de escape de manera sincronizada con el cigüeñal. A medida que el motor gira más rápido, más complicado resultará llenar los cilindros, pues las válvulas deben cerrar y abrir rápidamente.
Lo ideal es que la apertura de la válvula sea un poco antes de que comience la carrera de admisión y que la de escape sea antes de iniciar la carrera de escape, permitiendo el llenado y vaciado constante de los cilindros. Si la distribución funciona correctamente y hay coordinación entre los movimientos, esto funcionará correctamente.
Que es el sistema de distribución?
En un motor se conoce como sistema de distribución al conjunto de elementos mecánicos que controlan la admisión de mezcla carburante y la fase de escape de gases quemados. Todo esto se logra por medio del movimiento de válvulas de forma sincronizada con el cigüeñal y los pistones.
Para qué sirve el sistema de distribución?
La función principal del sistema de distribución es regular los tiempos en el que trabaja el motor. Mientras mayor sea la cantidad de aire que se introduce al cilindro, el motor desarrollará más potencia, por lo que este sistema cumple un papel fundamental en el mecanismo del motor.
Como funciona el sistema de distribución?
En motores de combustión interna el mecanismo de distribución se encarga de regular la entrada y la salida de líquidos en el cilindro. Por lo general es un grupo de piezas que se accionan por el mismo motor y permiten abrir y cerrar las válvulas para la entrada y la salida de los gases. Esto es posible gracias al movimiento del o de los ejes de levas, que a su vez se accionan por el cigüeñal en unión a la correa de distribución.
Partes del sistema de distribución
El sistema de distribución posee un conjunto de elementos que pueden cambiar de acuerdo al tipo de motor, pero en términos generales se pueden encontrar las siguientes piezas en común:
- Engranaje de mando (correa o cadena): Es un mecanismo que se conecta con el cigüeñal, recibe su movimiento y lo trasmite al árbol de levas. Los engranajes de mando se encuentran únicamente en automóviles antiguos o con motores grandes. Esto se debe a que son menos eficientes que correas y cadenas, pues pierden energía.
- Árbol de levas: Es una especie de eje que tiene protuberancias conocidas como levas. Cuando gira, activan al taqué en el momento indicado. Como debe soportar condiciones extremas, se le hace un tratamiento especial térmico conocido como cementación.
- Botador o taqué: Es un empujador que presiona la valla por acción del árbol de levas. Pueden ser mecánicos o hidráulicos.
- Válvula: Es la pieza más importante del sistema y es accionada por el taqué. Abre o cierra permitiendo que pasen los gases al cilindro.
Tipos de sistemas de distribución
Para clasificar el sistema de distribución se toma en cuenta la ubicación del árbol de levas. Hasta la década del 80, el árbol de levas se ubicaba en el bloque del motor. Actualmente, casi todos los motores modernos tienen al árbol de levas localizado en la cabeza del cilindro. Las válvulas pueden ubicarse de forma lateral o hacia la culata.
Sistema de distribución SV
Denominado también de válvulas en laterales (Side Valves). La válvula en este sistema se ubica lateral al cilindro, en el interior del bloque del motor. El árbol de levas, ubicado también dentro del motor, realiza el mando de la válvula. No se emplea en diseños actuales porque requiere que la cámara de compresión, obligatoriamente, sea más grande y las válvulas más reducidas.
Sistema de distribución OHV
Sus siglas indican que las válvulas están en la cabeza (OverHead Valves). Emplea varillas para movilizar los balancines, tomando en cuenta que el árbol de levas está por debajo del pistón. El movimiento que va desde el cigüeñal hacia el árbol de levas se efectúa por medio de piñones o interponiendo un tercer piñón, también se hace por medio de una correa corta.
La ventaja es que la transmisión entre cigüeñal y árbol de levas no requiere mantenimiento, mientras que las desventajas se deben al número elevado de componentes que requiere para compensar la distancia que hay entre el árbol de levas y válvulas. Esto influye en las revoluciones altas del motor, suponiendo un límite en la cantidad de revoluciones que pueden alcanzar esta clase de motores.
Sistema de distribución OHC
Estos motores tienen el árbol de levas en la culata (OverHead Camshafts), por encima de los pistones. El árbol de levas actúa sobre válvulas, varillas y otros elementos de forma directa. El número de elementos que hay entre el árbol de levas y válvulas es menor, suponiendo una gran ventaja, de manera que las válvulas abren y cierran de forma más precisa y rápida. Como consecuencia, los motores alcanzan más revoluciones.
La desventaja radica en que el movimiento del cigüeñal se transmite con más complicaciones. Requiere de cadenas o correas de mayor longitud que se desgatan con el uso y necesitan mantenimiento. En general, este sistema es costoso y complejo, aunque es al mismo tiempo más efectivo y ofrece mejor rendimiento para el motor. Dentro de este sistema hay dos tipos: el SOHC y el DOHC.
Sistema SOHC
De su identificativo en inglés Single OverHead Camshafts, que significa árbol de sobre cabeza simple. En este caso el árbol de levas se ubica en la culata, operando válvulas de admisión y escape y se pueden suprimir los balancines. Las válvulas se accionan por medio de impulsadores hidráulicos o de disco.
La ventaja más importante es que los costos de construcción se reducen y el número de piezas móviles disminuyen.
Sistema DOHC
Sus siglas en inglés indican que tiene árbol de levas doble en la cabeza (Dual OverHead Camshafts). Estos árboles de levas accionan tres, cuatro o incluso cinco válvulas por cada cilindro. En caso de un motor con cuatro cilindros, son 16 válvulas y en el motor de seis cilindros, hasta 24 válvulas.
