EL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DEL MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA

En un automotor,el sistema de distribución sincroniza una gran cantidad de partes móviles del motor para que se produzca correctamente el ingreso y la salida de los gases al interior de los cilindros.

El mecanismo de distribución es el que se encarga de abrir y cerrar las válvulas tanto de admisión como de escape de una manera coordinada aprovechando así el giro del cigüeñal.

El sistema de distribución en un motor de combustión interna cumple un rol muy importante,ya que de este mecanismo dependerá el optimo funcionamiento del motor con respecto al rendimiento.La exactitud en la apertura y cierre de las válvulas como el tiempo que se mantendrán abiertas es distinta para cada tipo de motor.   

¿Que es el Sistema de Distribución?

En el motor de combustión interna se conoce al sistema de distribución al grupo de componentes mecánicos que controlaran la entrada de la mezcla carburante (aire-combustible) y el proceso de escape de los gases quemados.Todo esto se puede obtener mediante la acción de las válvulas de un modo sincronizado con el cigüeñal y los émbolos.

¿Cual es la Función del Sistema de Distribución?

La función primordial del mecanismo de distribución es la de ajustar y regular los lapsos de tiempo en los cuales trabaja el motor de combustión.Cuanto mayor es la cantidad de aire que ingresa al interior del cilindro,mayor sera la potencia que puede generar el motor,por lo tanto que el sistema de distribución es muy importante para obtener un máximo rendimiento del motor.

Funcionamiento del Sistema de Distribución

Los motores de combustión poseen el mecanismo de distribución que es el encargado de regular tanto como la admisión y el escape de los gases al interior del cilindro.Por lo usual es un conjunto de elementos mecánicos que son accionados por el mismo motor y que da lugar ha abrir y cerrar las válvulas para la entrada y salida de los gases.Este proceso se puede realizar por el movimiento del árbol de levas,que también son accionadas por el eje cigüeñal por medio de una cadena o correa dentada(correa de distribución).

VÍDEO DE FUNCIONAMIENTO MECANISMO DE DISTRIBUCIÓN

Partes del Sistema de Distribución

El mecanismo de distribución del motor esta constituido por un grupo de partes que están ubicadas en la culata del motor,estos componentes pueden ser internos y otros externos,a continuación les detallamos cada uno de ellos.

Elementos Internos

• Válvula

• Asiento de Válvula

• Guía 

• Muelle

Válvula: Es un elemento mas importante del mecanismo ya que abre y cierra dejando el paso a los gases hacia el cilindro.A demás es accionada por el taque,consta de dos partes cabeza y el vástago.

Asiento de Válvula: Son unos anillos que se montan a presión en la culata.Para disminuir y evitar el desgaste provocado por el material fuerte de las válvulas,la corrosión,el golpeteo y las elevadas temperaturas de los gases quemados.Una vez que los asientos de válvulas se han deteriorado se los reemplaza por otros,mediante un proceso de ajuste térmico frío-calor.

Guía: Denominado como guía de válvula,son unos casquillos de guiado por donde se deslizaran los vástagos de las válvulas,son de gran resistencia al desgaste y son instalados a presión en unos orificios de la culata o cabeza de motor. A mas de eso las guías dejan perfectamente guiada y centrada la válvula.

Muelle:Las válvulas permanecen cerradas sobre los asientos por la acción de unos resortes o muelles.Estos elementos poseen gran elasticidad y fuerza para prevenir rebotes y garantizar el contacto con los componentes de mando.Su función es la de mantener seguro la función de la válvula y mantenerla plana sobre el asiento.

Elementos Exteriores

• Engranaje de Mando,Correa o Cadena

• Eje de Levas

• Taques

• Varilla de Empuje

• Balancines

Engranaje de Mando,correa o cadena: Es un componente que esta en conexión con el cigüeñal,recibe su giro y lo transmite al eje o árbol de levas.Los engranajes se pueden encontrar en motores grandes o en automóviles antiguos, ya que no tienen mucha eficiencia frente a los que están equipados con correas o cadenas,ya que tienden a perder energía.

Eje de Levas: Conocido comúnmente como árbol de levas,es un eje que tiene protuberancias que se las conoce como levas.Cuando recibe el movimiento del cigüeñal activa los taques en el momento preciso.Su principal función es la de controlar la apertura y cierre de las válvulas.

Taqués: También se los llama impulsadores o propulsores, no son mas que unos empujadores que ejercen presión sobre la válvula por la acción del eje de levas.Pueden ser de dos tipos mecánicos e hidráulicos.

Taqués Hidráulicos: Los taques o impulsadores hidráulicos funcionan bajo la acción del aceite, que es suministrado por el sistema de lubricación del motor.La gran ventaja que tienen los taques hidráulicos frente a los taques mecánicos es que se pueden ajustar automáticamente según la variación de la longitud del vástago de la válvula a diferentes temperaturas.La gran diferencia con los taques mecánicos es que no necesitan reglaje.Ademas que aporta un trabajo mucho mas silencioso y mas fiable.

Varilla de Empuje: Este elemento es mas utilizado en los motores OHV,donde el árbol de levas va montado en el bloque de cilindros.Tiene como función transmitir el movimiento hacia los balancines el movimiento generado por las levas.

En los motores que llevan el eje  de levas en la culata,este dispositivo no existe, o simplemente no es necesario.

Balancines: Estos dispositivos mecánicos son unas palancas que estas dispuestas en un eje,su función principal es la empujar las válvulas de admisión y escape para que se accionen en el momento exacto,ayudando así la sincronización de los tiempos en un motor de combustión interna.Existen dos tipos de balancines: balancines oscilantes y balancines basculantes.

Balancines Oscilantes: Estos elementos los podemos encontrar en los motores que llevan montado el eje de levas en la culata.El eje de giro pasa por un extremo del balancín,también es llamado como "semi balancín". Es accionado directamente por el movimiento del árbol de levas y lo transmite hacia el vástago de la válvula, por medio de su extremo libre. Balancines Basculantes: Dispositivos usados en los motores que llevan ejes de levas laterales,las válvulas estas dispuestas en la culata o cabeza de motor.El eje de giro pasa por el centro del balancín. El un extremo recibe el movimiento de la varilla de empuje y lo traslada al vástago de la válvula por el otro extremo.

Tipos de Sistemas de Distribución

Los diferentes tipos de distribución se caracterizan en que lugar va dispuesto el árbol de levas.Hasta los años 80,el eje o árbol de levas estaba ubicado en el bloque de cilindros.En la actualidad casi todos los automóviles modernos llevan colocado el eje de levas sobre la culata.Sabiendo esto podemos definir las siguientes clases que existen son: 

Distribución SV

Conocido también como mecanismo de válvulas laterales (Side Valves).Las válvulas van montadas en forma lateral a los cilindros,en la parte interna del bloque de cilindros.El eje de levas también esta dispuesto en el interior del motor y es quien acciona las válvulas. Hoy en día este sistema de distribución ya no se lo utiliza en los vehículos,por que la cámara de compresión debe ser mucho mas amplia y a su vez las válvulas mucho mas reducidas.

Distribución OHV

Este sistema OHV,conocido por sus siglas que significan que las válvulas están en la culata (Over Head Valves).Lleva montado el eje de levas en el bloque o monoblock del motor,la apertura y cierre de válvulas se generan por el movimiento de las levas sobre el taque o propulsor,que a su vez traslada dicho movimiento por medo de la varilla de empuje para luego accionar los balancines.

Una gran ventaja de este sistema seria que la transmisión de movimiento entre cigüeñal y eje de levas que no requiere mantenimiento.Las desventajas que presenta este tipo de motor es un mayor número de partes que necesita para compensar la distancia que existe entre el árbol de levas y las válvulas. Lo que tiene como consecuencia en revoluciones altas,reduciendo a un limite determinado de revoluciones que pueden llegar a obtener esta clase de motores.

Distribución OHC

Esta clase de motores llevan dispuesto el árbol de levas en la parte superior de la cabeza de motor,(Over Head Camshafts).Este quiere decir que el árbol de levas acciona directamente sobre las válvulas y otros elementos.El número de componentes en este sistema es mucho menor lo que nos da una gran ventaja,reduciendo fuerzas de inercia y produciendo una apertura y cierre de válvulas de una forma mas rápida y precisa.Lo que nos da como resultado que este tipo de motores pueden alcanzar revoluciones mucho mas altas.

Un inconveniente que se puede presentar en este sistema es la transmisión de movimiento entre cigüeñal y árbol de levas.Por lo que se necesitara de cadenas o correas de gran longitud,pero con el tiempo de trabajo estos elementos se van desgastando y necesitan mantenimiento.En resumen el sistema es complejo y de alto costo,aunque garantiza mas efectividad y un elevado rendimiento del motor.

De este sistema se derivan dos tipos : los sistemas SOHC Y DOHC.

Distribución SOHC

Sus siglas en inglés son identificadas como (Single Over Head Camshafts), lo que significa árbol de levas en la cabeza simple.En este sistema el árbol de levas esta colocado en la culata,accionando tanto las válvulas de admisión como las de escape,con lo cual se reduce considerablemente los elementos auxiliares.Las válvulas actúan por medio de propulsores de disco o hidráulicos.

Distribución DOHC 

Las siglas DOHC nos indican (Dual Over Head Camshafts),doble árbol de levas en la cabeza. Estos ejes de levas pueden actuar sobre tres,cuatro o cinco válvulas por cilindro.

El sistema DOHC se centra en el la clase de accionamiento de dos ejes de levas en un motor de combustión interna,montados sobre la culata,un eje de levas accionara las válvulas de admisión y el otro para accionar las de escape.

Esta técnica adoptada a partir de la décadas de los 80 de usar dos árboles de levas sobre la cabeza,que se implemento en los motores de autos deportivos,dando como consecuencia un elevado  rendimiento de estos motores.

Sistemas de Mando de la Distribución 

De acuerdo al modelo de motor y tipo de distribución,se transmitirá el movimiento giratorio del cigüeñal hacia el árbol de levas,por lo cual podremos definir los diferentes tipos de transmisión en este sistema:

• Transmisión por Piñones

• Transmisión por Cadena

• Transmisión por Correa Dentada

Transmisión por Piñones

Este sistema es utilizado generalmente en los motores donde el eje de levas va montado en el bloque de cilindros y la distancia entre cigüeñal y árbol de levas es mas corta.La transmisión de movimiento se realiza por medio de dos ruedas dentadas (piñones).En este caso el giro de los dos ejes se realizar en direcciones contrarias, esto es u factor muy importante a la hora de la puesta a punto y el orden de encendido. Cuando la distancia del cigüeñal con respecto al árbol de levas es mayor y no se pueden acoplar directamente los piñones,se dispone de un conjunto de engranajes con una rueda dentada intermedia.En este sistema los piñones tanto del cigüeñal y árbol de levas giran en el mismo sentido,ya que la rueda intermedia modifica el giro del piñón del cigüeñal En algunos motores actuales llevan el árbol de levas en la culata por lo cual se utilizara varios piñones para trasladar el movimiento entre estos distintos componentes del motor.

Transmisión por Cadena

El sistema de transmisión por  cadena se utiliza sin importar la distancia que exista entre los ejes cigüeñal y árbol de levas.Dicho esto la cadena se puede usar tanto en motores que lleven el eje de levas en la cabeza o en el bloque del motor.En este mecanismo se tiene dos piñones principales ubicados tanto en el eje de levas como en el cigüeñal. Al girar el cigüeñal tiene la capacidad de arrastre de su piñón que a su vez arrastra a los demás piñones,generando la transmisión de movimiento hacia el árbol de levas. Las cadenas que mas se utilizan en este tipo de sistema son las cadenas de rodillos y las cadenas silenciosas El sistema de mando por cadena tiene la ventaja de ser de larga duración, por lo que no se necesita un mantenimiento periódico,pero su desventaja es que con el tiempo de  trabajo se desgasta y aumenta su longitud,provocando un desajuste en la distribución y un elevado ruido en el funcionamiento del motor.

Transmisión por Correa Dentada

Este es el mecanismo mas usado hoy en la actualidad ya que la mayoría de automóviles tiene el árbol de levas montado sobre la culata del motor.(OHC Y DOHC),por lo que la transmisión del giro se lo realiza con correas de gran longitud.Las ventajas que presenta este sistema,es que sus costos son económicos,transmisión de movimiento silencioso,pero su desventaja es  que cumple un ciclo de vida útil y debe ser reemplazada a unos 60.000 a 80.000 Kilómetros. 


                             

Las correas dentadas están fabricadas de caucho sintético y fibra de vidrio (neopreno),que tienen la capacidad de ser flexibles y adaptarse a los piñones,también poseen las propiedades de no estirarse,ni alterar sus dimensiones.Ademas no necesitan de engrase y son mas sencillas para reemplazarlas. La correa dentada puede presentar dientes redondeados y trapezoidales.Dichas formas están moldeadas a la pieza que se va acoplar, para así tener una tolerancia menor a la normal y es revestida con materiales muy resistentes, lo que da como resultados una larga vida de funcionamiento de la correa dentada.