Valvulas en Motores de Cuatro Tiempos

La distribución comprende el grupo de elementos auxiliares necesarios para el funcionamiento de los motores de

cuatro tiempos. Su misión es efectuar la apertura y cierre de las válvulas en los tiempos correspondientes del ciclo de

admisión y escape, sincronizadas con el giro del cigüeñal, del cual recibe movimiento.

Según la distribución utilizada la forma constructiva de los motores cambia. Hay tres tipos de distribuciones: SV, OHV y

OHC.

El sistema SV no se utiliza desde hace tiempo ya que las válvulas no están colocadas en la culata sino en el bloque

motor, lo que provoca que la cámara de compresión tenga que ser mayor y el tamaño de las cabezas de las válvulas se

vea limitada.

SV(Side valves) es un sistema de distribución muy sencillo, el primero que se popularizó, y fue el más usado en los

motores de gama más baja y media, hasta los años 50. Las válvulas están en el block, y las acciona directamente el

arbol de levas.

Esquema del Mecanismo de accionamiento en un motor SV de principios del siglo XX, se aprecia el árbol de levas en

la parte inferior con el mecanismo de reglaje de holgura y el muelle de la válvula exteriores, culata no desmontable

y la bujía enfrente de la válvula.

OHV (OverHead Valve): se distingue por tener el árbol de levas en el bloque motor y las válvula dispuestas en la

culata. La ventaja de este sistema es que la transmisión de movimiento del cigüeñal a el árbol de levas se hace

directamente por medio de dos piñones o con la interposición de un tercero, también se puede hacer por medio de

una cadena de corta longitud. Lo que significa que esta transmisión necesita un mantenimiento nulo o cada muchos

km (200.000). La desventaja viene dada por el elevado numero de elementos que componen este sistema lo que

trae con el tiempo desgastes que provocan fallos en la distribución.

* Sistema de fabricación muy sencilla y por lo tanto económico

* Supuso un gran avance en su día respecto a los sistemas de válvulas laterales SV ya que permitió reducir la

cámara, elevando la compresión y por tanto el rendimiento termodinámico

Se comenzó a usar desde los años 1910, en los motores de alta gama, y desde los años 1950 de modo masivo.

Actualmente no se desarrolla ninguno, sustituidos por los SOHC y los DOHC. Los que aún están en producción, con

sistemas de gestión modernos, datan de los años 1970. Ejemplos de motores : Motor del Fiat -SEAT 600 – 850 –

127 – 124 ; Opel Corsa “A” OHV 1.0 y 1.2 y Opel Kadett A,B,C; Ford Fiesta “Valencia” 950,1100 ( 1ª generación),

Renault tipo “C” : Renault 8-4-5-6-12 , Renault Twingo), de 950, 1120, 1400 cc.

Los sistemas OHC (OverHead Cam) o SOHC (single overhead camshaft) se distinguen por tener el árbol de levas en

la culata lo mismo que las válvulas. Es el sistema utilizado hoy en día en todos los coches a diferencia del OHV que

se dejo de utilizar al final de la década de los años 80 y principio de los 90.

La ventaja de este sistema es que se reduce el numero de elementos entre el árbol de levas y la válvula por lo que

la apertura y cierre de las válvulas es mas preciso. Tiene la desventaja de complicar la transmisión de movimiento

del cigüeñal al árbol de levas, ya que, se necesitan correas o cadenas de distribución mas largas que con los km.

tienen mas desgaste por lo que necesitan mas mantenimiento.

entro del sistema OHC hay diferentes formas de accionar las válvulas

Árbol de levas actuando sobre el balancín

Árbol de levas por debajo del balancín

Árbol de levas actuando directamente sobre la válvula.

En la imagen de la izquierda SOHC ciclo Otto, de 1987 con cámaras hemisféricas y balancines.

DOHC (double overhead camshaft) o “Twin cam engine“

usa dos árboles de levas, ubicados en la culata, para operar las válvulas de escape y admisión del motor. Se

contrapone al motor “single overhead camshaft”, que usa sólo un árbol de levas. Algunas marcas de coches le dan

el nombre de Twin Cam.

La principal diferencia entre ambos tipos de motores es que, en el motorDOHC, se usa un árbol de levas para las

válvulas de admisión y otro para las de escape; a diferencia de los motores SOHC, en donde el mismo árbol de

levas maneja ambos tipos de válvulas.

Los motores DOHC tienden a presentar una mayor potencia que losSOHC, aun cuando el resto del motor sea

idéntico. Esto se debe a que el hecho de poder manejar por separado las válvulas de admisión y de escape permite

configurar de una manera más específica los tiempos de apertura y cierre, y por ende, tener mayor fluidez en la

cámara de combustión.

Mercedes-Benz M110 y Corte de una culata con doble árbol de levas oDOHC.

* Mayor coste constructivo de la culata y mecanismo de distribución, se puede paliar en parte por el uso de correa

en lugar de cadena.

* Mayor dificultad para el registro de válvulas, ya que este sistema lleva “platillos o Taqué” y se registran mediante

este.

DIFERENCIAS ENTRE MOTORES OHV, OHC, SOHC y DOHC Para comenzar debemos decir que la clasificación de los motores Motores OHV, OHC, SOHC y DOHC se corresponde al tipo de sistema de Distribución o Sistema de actuación sobre las levas en los motores de 4 tiempos, es decir, la distribución, y corresponde a las siglas en inglés.

¿Que Significa UHV? Motores OHV: las siglas OHV significan OverHead Valve, o válvulas en cabeza; se trata de motores que tienen sus válvulas sobre el cilindro, pero que utilizan varillas para mover sus balancines, dado que el árbol de levas está por debajo del pistón, junto al cigueñal. Es decir, los motores OHVno llevan el árbol de levas arriba en la culata, sino abajo en el carter.

La principal ventaja de los motores OHV es que la transmisión del movimiento del cigueñal al árbol de levas puede hacerse por engranajes, dada su proximidad;, así como tamaños de motores más pequeños; los mayores inconvenientes son los desajustes que ocurren en el sistema de varillas, taques, balancines, etc y que alcanzan menores revoluciones, rpm, que motores similares OHC.

¿Que Significa OHC y SOHC ? Motores OHC y Motores SOHC: OHC y SOHC son las siglas de OverHead Cam y de Single OverHead Cam. Es decir, a diferencia de los Motores OHV, estos si llevan el árbol de levas (Camsafts) en la culata, sobre los pistones, árbol de levas que actua directamente sobre las levas, sin varillas u otros elementos. El moviento del cigueñal puede llegar al árbol de levas mediante correa, cadena o engranajes, eso no varía la denominación del motor.

¿Que Significa DOHC ?

Motores DOHC: Las siglas DOHC se corresponden con Double OverHead Cam, o motores de doble árbol de levas en

cabeza, que se utilizan para accionar 3, 4 y hasta 5 válvulas por cilindro; este tipo de motores son, por ejemplo, los

motores de automóviles de 16 vávulas, es decir, de 4 válvulas por cilindro, y que utilizan 2 árboles de levas para

moverlas. En el caso de 6 cilindros, y 4 válvulas por cilindro, hablaríamos entonces de Motores DOHC24 válvulas.

Motor OHV

El OHV es un sistema de accionamiento de la distribución, para motores de 4 tiempos (4T) tanto Otto como Diesel en el que las válvulas están en la culata pero el árbol de levas en el bloque.

Ventajas

Sistema de fabricación muy sencilla y por lo tanto económico Supuso un gran avance en su día respecto a los sistemas de válvulas laterales SV ya que permitió reducir la cámara, elevando la compresión y por tanto el rendimiento termodinámico

Inconvenientes

motor OHV con cámara hemisférica, refigerado por aire, de motocicleta, años 30. Gran número de piezas en movimiento, con sus inercias, lo cual evita alcanzar regímenes elevados. La forma de la cámara "en cuña" obliga a situar la bujía en un lateral, favoreciendo la aparición de la detonación con alta carga motor. Se puede montar cámara hemisférica, pero complica el accionamiento de las varillas y los balancines. Sistema obligado para los Diesel 4T por el volumen de cámara máximo. Posteriormente éstos han sido casi todos SOHC o incluso DOHC

Motor DOHC

DOHC1 (también llamado por algunas marcas de coches como Twin Cam2 ) es un término relacionado con los motores de combustión interna. Son siglas cuyo significado en inglés: Double Over Head Camshaft, se traduce al español como 'doble árbol de levas en cabeza' en contraposición a los motores SOHC Single Over Head Camshaft que montan un solo árbol de levas. La principal diferencia, es que un árbol de levas se usa para las válvulas de admisión y otro para las de escape; a diferencia de los motores SOHC, en donde el mismo árbol de levas maneja ambos tipos de válvulas.

Ventajas

Permiten en los motores Otto (gasolina) situar a la bujía en el centro de la cámara, con lo que la distancia a todos los puntos de la misma es igual, evitando el fenómeno de detonación o "picado" cuando éste se presenta con alta carga de motor (pocas rpm y mariposa muy abierta, por ejemplo al principio de aceleración o subiendo una cuesta) Facilita un elevado régimen motor, ya que elimina el arrastre de los balancines, cuya inercia mecánica dificulta el alcanzarlo.(hasta 14000 rpm en motores de serie de motos) Facilita la adopción de la cámara "hemisférica" (es decir las válvulas inclinadas hacia el pistón) lo cual favorece la turbulencia de la mezcla una vez comprimida, así como la entrada y la salida de los gases en la disposición de flujo cruzado (admisión y escape por diferente lado de la culata) por hacer éstos menos giro al entrar en la cámara. En las aplicaciones más recientes, permite adoptar el mecanismo de corrección de fase llamado "distribución variable" para facilitar el llenado tanto con baja carga como con alta carga. Facilita por espacio para las levas, la adopción de 2 válvulas de escape y 2 de admisión, permitiendo mayor área de paso de válvula que con una sola, de más diámetro, y más pesada (inercia) Los motores DOHC debido a esto permiten un mejor llenado e intercambio de gases, por lo que en cada carrera presentan un mejor

par motor y por tanto una mayor potencia que los SOHC, aun cuando el resto del motor sea idéntico. En los Diesel presenta la misma ventaja que la bujía, es decir permite situarlo en el centro de la cámara, con una mayor efectividad de combustión sobre todo en la inyección directa ya que la cámara está formada en el centro de la cabeza del pistón y no en la culata . En éstos los altos regímenes estan limitados por diseño de su ciclo (Máx. 5000 rpm), y la cámara hemisférica no se plantea por la elevada compresión requerida.y ademas poder dar una eficiensia mayor al motor con una culata vtec

Desventajas

Mayor coste constructivo de la culata y mecanismo de distribución, se puede paliar en parte por el uso de correa en lugar de cadena. Mayor dificultad para el reglaje de la holgura de válvulas.