sistema de distribucion

SISTEMA DE DISTRIBUCION

APRENDIZ: OLGER GUERRERO SANCHEZ.

ING. CARLOS DIAZ.

SENA REGIONAL ARAUCA

TABLA DE CONTENIDO

1. LA DISTRIBUCION
2. SISTEMAS DE DISTRIBUCION
3. ELEMENTOS QUE COMPONEN EL SISTEMA DE
DISTRIBUCIÓN.
4. SISTEMAS DE MANDO DE LA DISTRIBUCIÓN.

LA DISTRIBUCION
LA DISTRIBUCIÓN
es el conjunto de elementos
que, debidamente
sincronizados con el giro del
cigüeñal, se encargan de
abrir o cerrar las válvulas
para que la mezcla, en el
motor Otto, y el aire, en el
motor Diesel, entren en el
cilindro en el momento
adecuado y los gases
quemados, una vez
utilizados, fluyan hacia el
exterior. Sección del sistema de
lubricación de un motor.
SIGUIENTE

FUNCION

Su función:
• Abrir y cerrar las
válvulas de admisión
Y escape.

• Las válvulas son
accionadas Por el
árbol de levas que lo
mueve el cigüeñal.

• Cada cilindro tiene al
menos Dos válvulas.

SIGUIENTE

La distribución juega un papel muy
importante a la hora de realizar el cálculo
de un motor, ya que es la responsable
entre otros aspectos de conseguir el
máximo rendimiento térmico del motor y,
a su vez, los mínimos consumos de
combustible y las menores emisiones
contaminantes. Por ello el cómputo del
momento exacto de la apertura de las
válvulas, así como del tiempo o grados
de giro del cigüeñal que deben
permanecer abiertas, es el resultado de
numerosos estudios y pruebas.

INICIO

SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN
 Con lumbreras (motores de dos tiempos).

 Con válvula rotativa.

 Con válvulas laterales en bloque.

 Con válvulas en cabeza (en la culata).

INICIO

CON LUMBRERAS
• En los motores de dos
tiempos, la admisión de la
mezcla y el escape de los
gases quemados no se Tiempo Admisión explosión y expansión
efectúan a través de las de la mezcla
en el cárter y
válvulas sino a través de un compresión
conjunto de orificios en el
cilindro que,
convenientemente
obturados por el propio
pistón, permiten que se Transferencia de la
cumpla la distribución Escape y precomprencion mezcla y barrio.
(motor de 2 tiempos).
INICIO

CON VÁLVULA ROTATIVA
Denominada también
de disco rotativo. En
algunos motores de dos
tiempos de alto
rendimiento, la
admisión de la mezcla al
cárter se consigue a
través de un disco que
solidario al cigüeñal
Distribución con válvula rotativa
obtura o no el conducto
de admisión.
SIGUIENTE

En estos dibujos se recogen los ejemplos
más significativos de válvulas rotativas de
tipo de disco. El primer ejemplo se refiere a
una válvula montada directamente en el
cigüeñal, mientras que los demás requieren
un eje auxiliar. En rojo se indica el disco
rotativo y en verde el flujo de la mezcla
carburada.

INICIO

CON VÁLVULAS LATERALES EN EL BLOQUE

• En los motores con válvulas laterales, todos
los órganos de la distribución están dentro
del bloque.
El árbol de levas, arrastrado por una cadena
o por varios piñones cilíndricos,
normalmente con dientes helicoidales para
reducir ruidos, controla directamente las
válvulas mediante un empujador dotado de
un sistema mecánico para poder regular el
juego de funcionamiento.
INICIO

1.Válvula.
2.Guía de válvula.
3.Reglaje.
4.Empujador.
5.Excéntrica.

Distribución con válvulas laterales

INICIO

CON VÁLVULAS EN CABEZA (EN LA CULATA)
En los motores con válvulas
1.Reglaje.
en cabeza, el árbol de levas 2.Eje
puede montarse tanto en el balancín.
bloque como en la culata. 3.Balancín.
4.Varilla.
Si el árbol de levas está 5.Empujador
6.Excéntrica.
montado en el bloque, el
movimiento se transmite a las
válvulas mediante un
empujador, una varilla y un
balancín dotado de un
sistema mecánico de reglaje o Distribución con válvulas
de cabeza.
un empujador hidráulico.
SIGUIENTE

Si el árbol (o los árboles)de levas Distribución
está situado en la culata, las con dos
soluciones posibles son múltiples válvulas
y también muy diferentes. alineadas,
El árbol de levas puede ser único mando
1ACT = 1 Árbol di Comando in mono-árbol
Testa (SOHC, del inglés Single O directo .
ver Head Camshaft = un árbol de
levas en la culata) o doble por Distribución
culata 2ACT (DOHC del inglés con dos
Doublé O ver Head Camshaft = válvulas
doble árbol de levas en la culata),
en este último caso un árbol en V con
controla las válvulas de admisión mando
y el otro las de escape. directo y
La distribución tipo 1ACT se llama dos árboles.
también mono-árbol, la de 2ACT
se llama bi- Árbol.
Estos dos últimos sistemas son los más empleados
actualmente en la construcción de motores para
el automóvil.

INICIO

ELEMENTOS QUE COMPONEN EL SISTEMA DE
LA DISTRIBUCIÓN.
• Los elementos que componen el sistema de la
distribución, básicamente son los siguientes:

 Árbol de levas.
 Empujadores.
 Varilla empujadora.
 Balancines.
 Sistema de regulación del juego de válvulas.
 Válvulas.
 Muelles para las válvulas.
INICIO

ÁRBOL DE LEVAS
• El árbol de levas o eje de
levas es el órgano del motor
que controla la apertura y el
cierre de las válvulas de
admisión y de escape. Está
constituido por un eje de
acero al carbono forjado y
cementado en el que están
mecanizadas las levas para la Árbol de levas.
apertura de las válvulas y
otras para dar movimiento a
otros órganos. El árbol de
levas recibe movimiento
desde el cigüeñal. SIGUIENTE

• Las levas o excéntricas
provocan un
Transformación del
movimiento movimiento
oscilatorio del circular de la leva
elemento causante de En el alternativo
Empujador.
la apertura de la
válvula.
• El elemento que
provoca la apertura de Árbol de levas.
la válvula, cuando está
sujeta a un
movimiento rectilíneo
de traslación, recibe el
nombre de
empujador. 1.excentricas.

2.soportes
SIGUIENTE

• Cuando al mismo
tiempo cumple un
movimiento
oscilante de rotación
alrededor de un eje o
punto de apoyo,
toma el nombre de
balancín.
Transformación del movimiento circular
De la leva en oscilante del balancín.

SIGUIENTE

• El árbol de levas
controla las válvulas
en la apertura y las
guía en el cierre,
puesto que cada
válvula sigue el perfil
de la leva gracias a la
acción de uno o dos
muelles concéntricos.
Cierre de la válvula Cierre de la válvula guiada por la leva.
guiada por la leva.

SIGUIENTE

En el proyecto del árbol
de levas la fase más
delicada la representa el
diseño de las excéntricas.
En realidad, el perfil de
éstas determina el
momento de las
aperturas de las válvulas,
los tiempos de apertura y
la elevación de las
Perfil de la excéntrica de un árbol de levas.
mismas (determinando el
diagrama de
distribución).

SIGUIENTE

• Los perfiles de las levas para las válvulas de admisión
suelen ser distintos a los de las levas para el escape.
El perfil de la leva se divide en tres partes:
-Un trazo circular que se define como zona de reposo
que corresponde al cierre de la válvula (que hace
parte del circulo base).
Un trazo circular de radio más pequeño, llamado
cabeza de la leva, que corresponde a la zona de
máxima apertura.
-Dos trazos rectilíneos o curvilíneos tangentes a los
dos círculos anteriores(base-apertura máxima),
llamados flancos de la leva que corresponden
respectivamente a la elevación y al descenso de la
válvula (apertura-cierre de la válvula).
SIGUIENTE

• La zona de reposo está
disminuida de un
determinado valor para
permitir un cierto juego de
funcionamiento entre la
válvula y el empujador, aún
cuando se produzca la
dilatación de esta zona
debido a las temperaturas
de funcionamiento. El trazo
circular rebajado se enlaza,
por tanto, con los flancos de
la leva por medio de rampas
de acercamiento, de manera
que se reduzca al mínimo el zonas del perfil de una leva.
choque entre la excéntrica y
el empujador, asegurando
un funcionamiento
silencioso.
INICIO

EMPUJADORES
• Es uno de los elementos interpuesto
entre la leva y el vástago de la válvula.
• Los empujadores también llamados
taqués, son unos vasos cilíndricos que
tienen la misión de transformar el
movimiento giratorio de la leva en
movimiento rectilíneo, desplazando la
válvula directa o indirectamente a través
de mecanismos auxiliares.
EJEMPLO

1.Excéntrica.
1.Tornillo de reglaje.. • 2.Espesor de reglaje.
2.Eje de balancines. 3.Empujador.
3.Balancín.
4.Varilla.
5.Empujador.
6.Excéntrica

Empujador de tasa de mando directo.
Empujador dispuestos en
El bloque.

SIGUIENTE

En cada uno de los
sistemas indicados el
empujador tiene la
misión de absorber el
empuje lateral que se
genera por el contacto
con la leva. Debido a
las buenas condiciones
de lubricación entre
ambos, este empuje
Empuje lateral
lateral se ve reducido.

SIGUIENTE

Normalmente los empujadores utilizados en
los motores del automóvil son de superficie
prácticamente plana y están fabricados en
fundición dura, templándolos, cementando
los o nitrurándolos después.
Para evitar que la leva se deslice siempre por
el mismo sitio, pudiendo producir un
desgaste, el centro del empujador se
encuentra ligeramente desplazado del centro
de la leva, obteniéndose de éste modo un
movimiento giratorio.

INICIO

VARILLA EMPUJADORA
La varilla empujadora es
un elemento intermedio
que se monta entre el
empujador y el balancín;
su misión es trasladar el
movimiento lineal del
empujador hasta el
balancín para que éste lo
transforme en oscilatorio.
Están construidas en Empujador varilla y balancín.
acero al carbono o
incluso en aleaciones
especiales con titanio,
con el fin de aligerar su
peso y evitar las inercias.
INICIO

BALANCINES
• Tienen la misión de
transformar el movimiento
lineal del empujador o en su
caso circular de la leva, en
un movimiento oscilatorio
con el que acciona
directamente la válvula.
Están construidos
generalmente en acero o Diferentes tipos de balancines.
aleación de aluminio. En
uno de sus extremos
normalmente existe un
dispositivo que permite la
regulación del juego de las
válvulas.
INICIO

SISTEMAS DE REGULACIÓN DEL JUEGO ENTRE
LAS LEVAS Y LAS VÁLVULAS
• Para regular el juego de
funcionamiento existen
diferentes
procedimientos en
función del sistema de
accionamiento utilizado.
El sistema de regulación
manual puede ser de dos
tipos:
-Accionamiento
indirecto: En este caso se
actúa sobre un tornillo de Distintos sistemas de reglaje por tornillo.
regulación ubicado en el
balancín o en el propio
empujador.
SIGUIENTE

 Accionamiento
directo: En este caso
la regulación se
efectúa con espesores
de distintas medidas
interpuestos entre la
leva y el empujador, o
bien entre el
empujador y la
válvula. Reglaje por medio de espesores.

SIGUIENTE

Mediante los taqués de accionamiento
hidráulico se elimina el juego entre la
válvula y el empujador, disminuyendo
notablemente el ruido característico de
taqués.
El reglaje por tanto entre la válvula y el
empujador se efectúa automáticamente
debido a la presión del aceite del circuito
de lubricación del motor. Los empujadores
hidráulicos pueden ir montados de la
misma forma que un empujador normal.
INICIO

VÁLVULAS
• Las válvulas de los motores de
combustión interna son los
órganos que controlan la
admisión y el escape de los gases
en la cámara de combustión
mediante su apertura y cierre.
Están dotadas de un movimiento
alternativo, abriéndose hacia el
interior de la cámara de
combustión. La estanqueidad del
cierre se ve favorecida por la
presión de los gases en la cámara
de combustión que inciden en
VÁLVULAS ellas.
EJEMPLO

válvula.

la presión que se produce al subir el pistón durante la
comprensión favorece el cierre de las válvulas.

siguiente

• La válvula. es una pieza en
forma de hongo, en la que el
sombrerete o cabeza de
válvula es el elemento
obturador.
• La superficie de su borde
exterior (asiento cabeza de
válvula) es de forma tronco-
cónica para mejorar la
estanqueidad; esta superficie
se apoya sobre el asiento de la
culata que también tiene
forma cónica y está Conicidad de la válvula y del asiento.
debidamente rectificado a un
ángulo ligeramente menor
que el de la cabeza de la
válvula, consiguiéndose
mejorar la estanqueidad de
cierre entre ambos elementos
durante su funcionamiento.
SIGUIENTE

• La cabeza es solidaria al
vástago o cola de la válvula
con un amplio radio de 1.Semiconos.
unión para reducir el 2.Platillo
efecto de entalladura y del superior.
mismo modo facilitar el 3.Muelle.
flujo de calor hacia el 4.Platillo inferior.
propio vástago.
• Este último elemento es
cilíndrico y sirve para guiar
el movimiento y transmitir Válvula semiconos y muelles.
a la cabeza la carga del
muelle de retorno, por
medio de los semiconos
que se fijan a una o varias
gargantas situadas en su
extremo.
SIGUIENTE

• Las válvulas durante su funcionamiento
están sometidas a unas solicitaciones
térmicas muy elevadas, debiendo
soportar las temperaturas generadas
durante la combustión y una
temperatura media de trabajo de unos
700º a 800º C en la válvula de escape y
de unos 200º a 300º C en la válvula de
admisión. Las válvulas de admisión se
fabrican generalmente de acero al
cromo-silicio y las de el escape de acero
al cromo - níquel que es un material
más resistente al calor. Los asientos de
las válvulas se recubren con estelita que
es una aleación de cobalto y cromo,
para aumentar su resistencia al
desgaste. En los motores de altas
prestaciones las válvulas de escape, con
el fin de mejorar su refrigeración, se
Válvula de escape refrigerada fabrican huecas y se rellenan de sodio.
por Sodio.

SIGUIENTE

• Gracias a la buena
conductibilidad térmica del sodio
se consigue que el calor de la
cabeza de la válvula se evacue
mejor por el vástago, evitando de
este modo puntos calientes en la
cámara de explosión obteniendo
así una reducción de la
solicitación térmica.
Las válvulas se refrigeran mucho
mejor si su diámetro es reducido
(al ser menor la superficie
expuesta a los gases de escape en
relación a la superficie de
contacto con su asiento) y si la Evacuación del calor.
longitud de la guía y el diámetro
del vástago son mayores (al ser
mayor la superficie de
transmisión de calor).

SIGUIENTE

Esta es una de las razones por la que las
válvulas de escape son de menor
diámetro que las de admisión. Por ello es
mejor utilizar dos válvulas de escape que
una sola de diámetro mayor.
El calor que la válvula recibe de los gases
calientes se disipa en un 75% por el
asiento y el 25% restante por la guía.

INICIO

MUELLES PARA LAS VÁLVULAS.
El muelle es un elemento mecánico que puede
almacenar energía debido a las propiedades
elásticas del material con el que ha sido
fabricado. Cualquiera que sea la forma y
material del muelle, su comportamiento se
pone de relieve con su curva característica, que
expresa la relación entre la carga aplicada al
muelle y la deformación que ésta le produce.

SIGUIENTE

 Muelle de válvula
• Tienen la misión de cerrar las válvulas y
de mantenerlas cerradas mientras la
leva no las habrá; Tienen que ser lo
suficientemente fuertes para que el
cierre se realice lo antes posible y se
eviten los rebotes de válvulas. Si por el
contrario son extremadamente fuertes,
las válvulas tenderán a clavarse sobre
sus asientos. Los muelles empleados
para las válvulas son de tipo helicoidal
y se montan con una cierta carga.
• Están construidos, dadas las altas
solicitaciones mecánicas a las que están
sometidos, con aceros especiales de
alta calidad. Los muelles de las válvulas
se suelen pulimentar con el fin de
eliminarles las estrías, que podrían
Muelle de válvula provocarles la rotura por fatiga.

SIGIENTE

Proceso del funcionamiento en el muelle de
válvula.
• Están construidos, dadas las altas solicitaciones
mecánicas a las que están sometidos, con aceros
especiales de alta calidad. Los muelles de las
válvulas se suelen pulimentar con el fin de
eliminarles las estrías, que podrían provocarles la
rotura por fatiga.
En los tramos donde la aceleración es positiva, es
decir el empujador aumenta su velocidad, la inercia
se opone a este movimiento, y se suma por lo tanto
a la carga del muelle, que empieza a comprimirse.
Viceversa, donde la aceleración es negativa, el
empujador reduce su velocidad, la inercia favorece
el movimiento del empujador. Esta fuerza debe ser
menor de la carga del muelle que debe mantener
en contacto el empujador con la excéntrica.
SIGUIENTE

• Por lo tanto hay que dimensionar el muelle
válvula para la velocidad máxima de rotación del
motor, ya que la inercia varía con el cuadrado de
la velocidad angular, y por lo tanto aumenta al
aumentar la misma, mientras la carga del muelle,
al ser proporcional a la compresión, permanece
constante para una determinada elevación de la
válvula. En motores que giran a un alto número
de r.p.m., las rápidas variaciones de aceleración
impuestas por la leva provocan, debido a la
elasticidad y resonancia de los muelles junto con las
masas en movimiento, que las válvulas entren en
flotación (rebote de válvulas) impidiéndose el cierre
en el momento preestablecido por el diagrama de
distribución, o incluso que la válvula toque la
cabeza del pistón a regímenes elevados de
revoluciones del motor.
SIGUIENTE

• Para evitar este
fenómeno,
concéntricamente al
muelle se monta un
segundo muelle más
delgado pero con el
arrollamiento en sentido
opuesto, para que las
vibraciones opuestas
producidas por él, Muelle interior con arrollamiento en sentido
opuesto
absorban las vibraciones Para absorber vibraciones del muelle exterior.
del muelle principal,
evitando de este modo
que las válvulas entren
así en flotación.
SIGUIENTE

• Las vibraciones de la
cadena cinemática
también influyen en los Vibración del muelle válvula.
muelles.
De hecho, cuando un
muelle se carga
lentamente, se afecta de
igual forma a todas las
espiras. Si se cambia
rápidamente la carga del
A. Muelle sin carga.
muelle (carga con B. Sucesivas deformaciones del
impulso), a causa de la muelle cargado con impulso.
inercia de las espiras, la
deformación es mayor en
la parte donde se aplica la
carga y se transmite a las
espiras adyacentes hasta el
extremo opuesto.
SIGUIENTE

• Este fenómeno puede provocar la rotura del
muelle y se reduce hasta valores tolerables
calculando oportunamente las dimensiones
del muelle, adoptando muelles dobles con
una distancia variable entre cada espira.

SIGUIENTE

ACCIONAMIENTO DESMODRÓMICO
• Para poder accionar las
válvulas a un número más
elevado de revoluciones
del motor se suelen
utilizar accionamientos
desmodrómicos, donde al
prescindir del muelle de
recuperación de las
válvulas, el movimiento de
las mismas está vinculado
Distribución con mando Desmodromico.
a un mecanismo, quedando
obligadas a cerrarse según
un procedimiento
mecánico, que no concede
alternativas.
INICIO

SISTEMAS DE MANDO DE LA DISTRIBUCIÓN

• El sistema de mando de la distribución depende
esencialmente de la situación del árbol de levas,
de la posibilidad constructiva y del espacio físico.
Los sistemas utilizados en los motores son:
De engranajes.
De árbol de reenvió.
De cadena.
De correa dentada.
 combinación de dos sistemas
distintos.
INICIO

POR ENGRANAJES
• En los sistemas de engranajes se utiliza
siempre un piñón solidario al cigüeñal y como
mínimo otro solidario al árbol de levas que
tiene doble número de dientes que el del
cigüeñal. También se puede emplear una
cadena cinemática de engranajes, esta a
veces se utiliza para dar movimiento a
diferentes órganos auxiliares (bomba de
aceite, bomba de la servo-dirección, bomba
inyectora de motores Diesel, etc.).
SIGUIENTE

• Para conseguir mayor Mando por engranaje.
uniformidad y menor
rumorosidad en el
funcionamiento, el
dentado de los piñones
es helicoidal, incluso
para disminuir aún más
la rumorosidad pueden
Modo de la distribución por engranaje.
montarse fabricados en
fibras sintéticas, siempre
que el par a transmitir
no sea muy elevado.
INICIO

POR ÁRBOL DE REENVÍO
El sistema por árbol de por árbol de reenvió.
reenvío se suele utilizar en
los motores para disminuir
las partes en movimiento
alternativo y evitar los
inconvenientes
dimensionales de otro tipo
de accionamiento.
Sistema de la distribución por
Está constituido por un eje, árbol de reenvió.
perpendicular al cigüeñal,
que recibe y transmite el
movimiento a través de
unos engranajes.

INICIO

POR CADENA
• El sistema de mando de la
distribución por cadena de
rodillos se utiliza para transmitir
el movimiento al árbol de levas,
por adaptarse mejor al espacio
físico del motor además de poder
accionar varios órganos auxiliares
a la vez. Cuando la longitud de la
cadena es relativamente larga se
acopla un tensor para mantener
constante la tensión de
funcionamiento. La cadena se Sistema de mando
tensa mediante un muelle De la distribución por cadena.
regulable o mediante la presión
del lubricante (tensor hidráulico).

SIGUIENTE

• La elasticidad propia de la
cadena y la película de
aceite lubricante tienden
a absorber golpes y
vibraciones. La carga se
reparte sobre varios
dientes del piñón, lo que
supone un menor
desgaste. sistema de mando de la distribución
por cadena.
La cadena puede ser de
doble fila (cadena dúplex)
o del tipo silenciosa
(cadena Morse).
INICIO

POR CORREA DENTADA
• Las correas de la distribución fueron introducidas
por su mayor simplicidad de construcción y por el
reducido ruido de funcionamiento.
Están fabricadas con neopreno estampado con
refuerzo interior de fibras y recubiertas con un
tejido resistente al rozamiento. Las fibras
garantizan la estabilidad longitudinal, el neopreno
constituye la parte elástica del dentado, mientras
que el recubrimiento sirve para proteger la correa.
Existen de dentado simple o de doble dentado, si la
parte dorsal de la correa controla determinados
accesorios del motor (árboles contra rotantes).

SIGUIENTE

También en este sistema, se
montan tensores para
mantener la correa a la
tensión adecuada durante
su funcionamiento, la
tensión de éstos puede ser
controlada por un
dinamómetro, por muelles
tarados (siendo estos dos
Árboles contra rotantes
sistemas bloqueados en el
montaje de la correa) o por
la presión de aceite del
circuito de engrase del
motor.

SIGUIENTE

Sistema por correa dentada.
• Actualmente se están
montando unos
sistemas de tensores
que partiendo de una
carga preestablecida de
un muelle, permiten
mantener una tensión
constante a la correa
Sistema de mando de la distribución
durante toda su vida por correa dentada.
útil.

INICIO

COMBINACIÓN DE DOS SISTEMAS DIFERENTES

CORREA Y PIÑONES.
A veces en la distribución con dos árboles, la correa mueve sólo
uno de los ejes, mientras que el movimiento se transmite al
otro árbol mediante engranajes o con una cadena.
Esta disposición es ventajosa cuando los árboles de levas
están muy cerca uno del otro a causa del pequeño ángulo
existente entre las válvulas. En este caso, de hecho, el uso de
dos ruedas exteriores, forzosamente de diámetro reducido
para no interferir entre ellas, obliga a la adopción de un
piñón en el cigüeñal de diámetro demasiado pequeño, no
compatible con las características de la correa. Lo mismo
sucede con el mando tipo cadena.

EJEMPLO

Mando de engranajes internos

1.Engranaje exterior.
2.Correa dentada.
3.Engranajes internos.
4.Árboles de levas.

Mando distribución con reenvío
de engranajes internos.

SIGUIENTE

CADENA Y ENGRANAJES.
En este sistema el Mando por cadena
accionamiento desde el
cigüeñal hasta el árbol
de levas de admisión se
realiza mediante una
cadena, mientras que la
transmisión entre el
árbol de levas de
admisión y el de escape
se hace por medio de 1.Engranaje conducido.
2.Engranaje conductor.
un engranaje. 3.Patín móvil.
4.Patín fijo.
5.Cadena de distribución.

EJEMPLO

Reenvió por engranajes.

INICIO

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