Partes del sistema de distribución

En el articulo sistema de distribución hacíamos mención acerca de su funcionamiento, como se transmite el movimiento y mencionábamos cada parte que compone el sistema de distribución. Hay elementos que están alojados en la culata y que corresponden a la parte interna y unos externos, en este artículo les vamos a desglosar cada una de las partes que componen el sistema de distribución. Sus elementos interiores, exteriores, su funcionamiento y reglaje.

Componentes del sistema de distribución del motor

Los componentes o partes del sistema de distribución del motor los vamos a dividir en elementos interiores y elementos exteriores para un mejor entendimiento.

Elementos interiores

Válvula

Consta de dos partes: cabeza y cola. La cabeza tiene forma de moneda, es la que actúa como válvula, dado que es la que abre y cierra el orificio de admisión o escape, según sea el caso. La cola o vástago, es la que se desliza por la guía, es la que recibe en su parte superior el impulso que genera su movimiento. Las válvulas  se refrigeran por la guías, principalmente, y por la cabeza. Las válvulas que más se deterioran son las de escape, debido a las altas temperaturas que tienen que soportar que son cercanas a los 1000º C.

Algunas válvulas, sobre todo las de escape, se refrigeran interiormente con sodio .Debe tener una buena resistencia a la fatiga y al desgaste (choques). Debe presentar igualmente una buena conductividad térmica (el calor dilata las válvulas) y buenas propiedades de deslizamiento. La cabeza de la válvula de  admisión es de mayor diámetro que la de escape, para facilitar el llenado.

Muelles

Las válvulas conservan su posición cerradas sobre los asientos por la acción de unos resortes o muelles. Los cuales deben tener la suficiente elasticidad y fuerza para evitar rebotes y mantener el contacto con los elementos de mando. Debe asegurar la tarea de la válvula y mantenerla plana sobre su asiento. El número de muelles puede ser sencillo o doble.

Guías de válvula

Debido a las altas velocidades y que el sistema de distribución se acciona de forma permanente y en algunas situaciones por periodos de tiempo cortos. La culata es el lugar donde se alojan las válvulas, generalmente la culata está fabricada en aleaciones ligeras y para evitar el desgaste prematuro de los orificios por donde se mueven los vástagos de las válvulas, se ubican en los orificios unos casquillos de guiado, denominados guías de válvula, son resistentes al desgaste y generalmente se instalan a presión en la culata. Las guías también permiten que la válvula quede bien centrada y guiada.

La guía debe permitir que el vástago o cola de la válvula se deslice. Por tanto no debe existir demasiada holgura entre la guía y el cuerpo de la válvula, para evitar el ingreso de aceite a las cámaras de compresión,

Asientos de válvulas

Son unos aros, que se ubican a presión sobre la culata, para evitar el deterior causado por: el contacto con el material duro de la válvula, el golpeteo y la corrosión que generan los gases quemados. El montaje de los asientos se hace a presión mediante un ajuste (frío-calor), y cuando estén deteriorados se pueden sustituir.

Elementos exteriores

Son el conjunto de mecanismos que sirven de mando entre el cigüeñal y las válvulas. Estos elementos son: árbol de levas, elementos de mando, empujadores o taqués y balancines. Según el sistema empleado, los motores a veces carecen de algunos de estos elementos.

Árbol de levas

Es un eje que controla la apertura de las válvulas y permite su cierre. Tiene distribuidas a lo largo del mismo una serie de levas, en número igual al número de válvulas que tenga el motor. Dicho árbol recibe el movimiento a atreves de los  elementos de mando tales como: ruedas dentadas, correa y cadena.  La velocidad de giro del árbol de levas es menor a la del cigüeñal, en general media vuelta por cada dos vueltas en un ciclo completo.  Por tal razón tiene un número de dientes doble que el del cigüeñal. El árbol de levas lleva otro engranaje, que sirve para hacer funcionar por la parte inferior a la bomba del aceite, y por la parte superior al eje del distribuidor. Además tiene una excéntrica para la bomba de combustible en algunos casos. Según los tipos de motores y sus utilizaciones, las levas tienen formas y ubicaciones diferentes.

Taqués o impulsadores

Son los elementos que se interponen entre la leva y el mecanismo que las acciona. Su misión es la de aumentar la superficie de contacto entre ellos. Los taques, son de un material más duro para soportar el empuje que realizan las levas y vencer la resistencia de los resortes o muelles de válvula. Para garantizar la vida útil de los taqués, se les ubica de tal manera, que durante su funcionamiento realicen un movimiento de rotación sobre su eje geométrico. Los taqués siempre están engrasados por su proximidad al árbol de levas. La ligereza es una cualidad necesaria para reducir los efectos de inercia de allí que sean de bajo peso.

Taqués hidráulicos

Los taques o impulsadores hidráulicos funcionan bajo un baño de aceite, que se aporta a través del sistema de lubricación del motor. Los taques o impulsadores se ajustan automáticamente con la variación de la longitud del vástago de las válvulas a diferentes temperaturas. A diferencia de los taques mecánicos no requieren reglaje.  Una ventaja importante de este sistema es su trabajo silencioso y su gran fiabilidad.

Varilla de empuje

Este elemento no existe en los motores OHV, lo que quiere decir que llevan el árbol de levas en el cabezal. Estas varillas van ubicadas en un tren de balancines  y taques. Tiene la misión de transmitir el movimiento a los balancines.

No existen en los motores que llevan árbol de levas en cabeza. Las varillas van colocadas entre los balancines y los taqués .Tienen la misión de transmitir a los balancines el movimiento originado por las levas. La varilla de empuje tiene algunas características como:

• Son macizas o huecas, en acero o aleación ligera.
• Sus dimensiones se reducen al máximo para que tengan una débil inercia y al mismo tiempo una buena resistencia a las deformaciones.
• El lado del taqué tiene forma esférica.
• El lado del balancín tiene una forma cóncava que permite recibir el tornillo de reglaje.

Balancines

Los balancines son unas palancas que giran alrededor de un eje, que se encuentra entre las válvulas y las varillas de los balancines o entre las válvulas y las levas según como sea la disposición.  Son de acero,  oscilan alrededor de un eje hueco en cuyo interior circula aceite a presión. Este eje va taladrado para permitir la lubricación del balancín. La misión de los balancines es la de mandar la apertura y el cierre de la válvula. Se distinguen dos tipos de balancines: o balancines oscilantes o balancines basculantes.

Balancines oscilantes

Lo utilizan los motores con árbol de levas en cabeza. El eje de giro pasa por un extremo del balancín. Se le conoce también con el nombre de “semi balancín”. Recibe el movimiento directo del árbol de levas y lo transmite al vástago de la válvula a través de su extremo libre.

Balancines basculantes

Lo utilizan los motores con árbol de levas laterales. Las válvulas van en cabeza. El eje de giro pasa por el centro del balancín. Uno de sus extremos recibe el movimiento de la varilla empujadora y lo transmite al vástago de la válvula por el otro extremo.

Reglajes

Como consecuencia de la temperatura a la que están expuestos los elementos del sistema de distribución, estos elementos se dilatan durante su funcionamiento. Por tanto hay que reglarlos dándoles cierto juego en frio, que admita una separación de las piezas que permita su dilatación.

Aunque la razón principal para dar esta holgura a los taques o impulsadores es la de determinar las medida de la distribución, es importante tener en cuenta la dilatación de la válvula. Esta holgura con el funcionamiento tiende o a reducirse o aumentarse. Cada cierto tiempo hay que ajustarlos, de lo contrario las válvulas no funcionan de la forma adecuada. La holgura viene determinada por el fabricante. Se debe comprobar cuando la válvula está completamente cerrada.

En un sistema OHV el juego de los taqués se mide entre el vástago de la válvula y el extremo del balancín. En el sistema de distribución OHC de accionamiento directo, el reglaje de taqués se hace colocando en el interior del taqué, más o menos láminas de acero. En el sistema de distribución OHC de accionamiento indirecto el reglaje de taqués se hace actuando sobre los tornillos de ajuste y contratuerca. El reglaje se hará siempre con el motor en frío y como se dijo anteriormente, su valor, depende del fabricante.

Un juego de taqués grande provoca que, la válvula no abra del todo el orificio correspondiente, de tal modo que los gases no pasarán en toda su magnitud. Un juego de taqués pequeño provoca que la válvula esté más tiempo abierta e incluso, no llegue a cerrar si no existe holgura, lo que impide conseguir una buena compresión, llegando incluso a fundir la válvula en la parte de su cabeza (válvula descabezada) o averías en el interior del cilindro y la culata.

Cadena y correa de distribución 

La cadena o correa de distribución no es el único componente de este tipo en un motor, ya que varios sistemas auxiliares, como el aire acondicionado o la dirección asistida, utilizan correas o cadenas accionadas por el impulso del motor.

Tanto las cadenas como las correas tienen ventajas y desventajas, pero ambas cumplen la función de transmitir energía mecánica de un engranaje a otro, en este caso los dos engranajes son el cigüeñal y el o los árboles de levas, que a su vez transmiten el movimiento a las válvulas a través de las varillas de empuje.

Una correa es una tira de caucho, nylon o elastómero con una ranura en el interior que permite conectarla a poleas unidas a componentes que deben moverse de forma sincronizada.

En el caso del sistema de cadenas, se trata de una conexión similar a la de los eslabones metálicos de una bicicleta, aunque el grosor, el tamaño y la resistencia son mucho mayores porque tienen que soportar mayores cargas. Además, las poleas han sido sustituidas por ruedas dentadas.

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¿Es mejor correa o cadena?

Los fabricantes de motores optan cada vez más por un sistema de cadena como unidad motriz, ya que ofrece ventajas muy atractivas para los clientes. Veamos las ventajas e inconvenientes de la correa y la cadena.

Ventajas e inconvenientes

• La correa es más silenciosa porque el material de goma roza las poleas. Además, el coste de producción de la cinta es mucho menor, aunque esto beneficia principalmente a la marca y no al cliente.
• La cadena no requiere mantenimiento, excepto cuando pierde la tensión y necesita ser calibrada para evitar la pérdida de potencia y el aumento del desgaste. La vida útil lógica es de 250.000 km, tras lo cual se recomienda generalmente su sustitución como medida de precaución, ya que el riesgo de fallo es prácticamente nulo.
• El principal inconveniente de la correa es que debe sustituirse entre unos 80.000 y 120.000 km, tal y como recomienda el fabricante. El componente pierde sus propiedades debido al calor y la fricción, y si no se sustituye, está destinado a fallar, causando graves daños que pueden suponer un coste de más de 2.000 euros o incluso la sustitución de todo el motor. La sustitución cuesta entre 200 y 600 euros, según el fabricante y el tipo de motor. SIEMPRE es aconsejable sustituir toda la cadena de distribución, incluida la bomba de agua si es también la transmisión.
• La principal desventaja de la cadena de distribución es el aumento del ruido causado por la fricción entre la cadena y los piñones, que son de metal. Además, hay que recordar que el mantenimiento y la inspección, aunque sean mínimos, deben realizarse para evitar la pérdida de tensión, que suele producirse después de más de 200.000 kilómetros. Por último, el motor debe tener un calibre más ligero y suele necesitar más correas (no cadenas) para mover los sistemas auxiliares.

Aspectos a tener en cuenta con una correa

En el caso de los motores con correas dentadas, hay que tener en cuenta que la vida útil de la correa puede reducirse en aproximadamente un 20% si el vehículo se utiliza principalmente en entornos urbanos, temperaturas extremas o condiciones de polvo.

Además, no hay que esperar más de cinco años antes de sustituirlo, independientemente del número de kilómetros recorridos. Si espera más tiempo, es importante comprobar regularmente si empieza a deshilacharse, en cuyo caso está a punto de romperse por completo.

¿Cuáles son los materiales de fabricación del motor?

Los materiales que mas se emplean en la fabricación de un motor son el hierro fundido y también el aluminio. Hoy día se emplea mayormente aluminio ya que es mas ligero, y disipa mucho mejor el calor haciéndolo más eficiente y fácil de refrigerar.