Para que un motor de combustión funcione, las diferentes piezas que lo conforman deben estar perfectamente sincronizadas. De esta tarea se encarga el sistema de distribución que, básicamente, consiste en coordinar la apertura y cierre de las válvulas con el cigüeñal. Actualmente, muchos motores montan un sistema de distribución variable, que permite mejorar el rendimiento de la mecánica.
Para entender qué es y cómo funciona la distribución variable te recomendamos que sigas leyendo el siguiente artículo, en el que te vamos a contar todo lo que necesitas saber sobre la distribución del coche.
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Qué es la distribución del motor
Como acabamos de esbozar, la distribución de un coche permite sincronizar la apertura y cierre de las válvulas de admisión y escape con el cigüeñal. Cuando el coche gana velocidad, las diferentes piezas del motor también aceleran su funcionamiento y es vital que estos movimientos estén correctamente sincronizados. De lo contrario, se produciría una avería seria en el motor. De esa sincronización se encarga el sistema de distribución.
La distribución está compuesta por una serie de elementos que controlan la válvula de admisión de la mezcla de combustible en los cilindros y la válvula de escape cuando se completa el ciclo de combustión. El ciclo de combustión es de cuatro tiempos en la mayoría de los vehículos: admisión, compresión, explosión y escape.
Para que el ciclo de combustión se realice correctamente, el sistema de distribución abre la válvula de admisión justo antes de que el pistón comience a bajar hacia el punto muerto inferior. Una vez completadas las fases de admisión, compresión y explosión, la válvula de escape se abre justo antes de que el pistón inicie el ascenso hacia el punto muerto superior. Este proceso se repite constantemente.
Durante el ciclo de combustión, las válvulas de admisión y escape se abren y cierran, permitiendo que el motor funcione. Pero, para que este proceso transcurra sin problemas, la distribución debe coordinar el movimiento del árbol de levas, que acciona las válvulas, con el del cigüeñal, que va unido a los pistones.
Sistema de distribución variable
Acabas de ver cómo funciona la distribución fija y qué importancia tiene en el funcionamiento del motor. Pero este sistema de distribución fija funciona igual durante todo el régimen de velocidades del motor o bajo cualquier tipo de condiciones. Sin embargo, la distribución variable permite adaptar el proceso de apertura y cierre de las válvulas a las exigencias del momento.
Es decir, en función de la carga y el régimen de giro del motor en un momento determinado, cambia el diagrama de distribución para conseguir mayor potencia y menor consumo, o lo que es lo mismo, un rendimiento más eficiente del motor.
Cómo funciona la distribución variable
Para comprender cómo funciona la distribución variable, primero debes saber qué lo que se conoce como diagrama de la distribución. Esto no es más que la relación de posición de las válvulas respecto del cigüeñal, es decir, los movimientos de las válvulas de admisión y escape deben estar sincronizadas con el pistón para que se abran y cierren en el momento adecuado.
El diagrama de distribución sería la representación de esas relaciones de posición, mediante un diagrama circular, tomando como referencia el ángulo de giro del cigüeñal, con el Punto Muerto Superior en la parte superior y el Punto Muerto Inferior en la base. De modo que dos vueltas al diagrama suponen completar las cuatro fases del ciclo combustión.
Como hemos mencionado antes, justo antes de que el pistón llegue al Punto Muerto Superior, la válvula de admisión empieza a abrirse. Así, cuando el pistón alcance su máxima velocidad en la carrera descendente, la válvula estará totalmente abierta y entrará más aire.
La válvula de admisión permanece abierta cuando se inicia la fase de compresión para que siga entrando aire, hasta que el pistón sube, comprimiendo la mezcla de aire y combustible y, justo antes de que llegue al Punto Muerto Superior, cuando salta la chispa que provoca la explosión, empieza a bajar hacia el Punto Muerto Inferior.
Antes de llegar al Punto Muerto Inferior es cuando se abre la válvula de escape que estará totalmente abierta cuando el pistón inicie de nuevo la subida hacia el Punto Muerto Superior y los gases puedan salir con facilidad. De esta forma, evitará pérdidas de potencia ya que, si la válvula no está completamente abierta, el motor tendrá que mandar potencia para empujar los gases al exterior.
La válvula de escape permanece abierta durante un intervalo de tiempo mientras empieza de nuevo la fase de admisión, porque los gases de escape crean un vacío que facilita la entrada de aire.
Durante este proceso, hay un momento en el que, tanto las válvulas de admisión como las de escape están abiertas. Ese breve intervalo de tiempo es lo que se conoce como cruce de válvulas.
Por qué es importante la distribución variable
Ahora que conoces el diagrama de distribución, puedes imaginar la importancia que tiene la distribución variable en el rendimiento del motor. Cuanto más aumenta el régimen de giro, más difícil es llenar de aire los cilindros, debido a las inercias y corrientes que se generan dentro del propio cilindro y de los colectores. Y, por tanto, mayor es la necesidad de adelantar y retrasar la apertura de la válvula.
Por eso es tan importante el sistema de distribución variable, porque permite modificar los ángulos del diagrama de distribución según las necesidades del momento. Es decir, permite que entre más cantidad de aire cuando el motor gira a regímenes más altos, lo que se traduce en un mejor rendimiento de la mecánica.
Tipos de distribución variable
Básicamente, podemos decir que existen dos formas de conseguir una distribución variable del motor, una mediante variador de fase y otra mediante alzada variable de las válvulas. En el primer caso, adelanta la apertura y cierre de las válvulas mediante un engranaje en el árbol de levas de admisión. En la alzada variable, modifica la altura de las válvulas.
Cada fabricante ha ido desarrollando su propia tecnología. BMW, por ejemplo, creó el sistema VANOS y Doble VANOS, que se corresponden con el sistema de variador de fase. Y también cuenta con la tecnología Valvetronic, de alzada variable. Los motores VTEC de Honda y VVTI-i de Toyota son otros ejemplos de distribución variable mediante alzada variable de las válvulas.