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¿Qué es el árbol de levas?
El árbol de levas es un mecanismo crucial en el funcionamiento de un motor de ciclo cuatro tiempos, porque es el encargado de que el sistema de distribución, el responsable de que haya una adecuada coordinación entre cada uno de los tiempos del ciclo motor: admisión, compresión, explosión y escape.
Lo más habitual es que el árbol de levas se encuentra situado en la culata del motor, que, por ubicarla de una forma simple y comprensible, es la “tapa” superior del propulsor. Se trata de un eje o ejes, porque hay motores con doble árbol de levas, que se encuentra dispuesto de manera horizontal. Dispone de unas levas o empujadores de forma oval que giran con el eje y empujan los vástagos de las válvulas de la cámara de combustión, haciendo que estas se abran o cierren en el momento oportuno de cada ciclo, para que cumplan su función: las válvulas de admisión se abren para que entre la mezcla de combustible-aire a la cámara de combustión, y las de escape se abren para expulsar los gases de la combustión. Este proceso se produce en milésimas de segundo.
Cuál es la función del árbol de levas
El árbol de levas funciona sincronizado con el cigüeñal, el eje sobre el que se anclan las bielas, que están conectadas a los pistones, los elementos que suben y bajan dentro de los cilindros del motor, en donde se producen las explosiones que hacen que este funcione. La conexión con el cigüeñal se realiza por diferentes sistemas, como una cadena, una cascada de engranajes o una correa dentada.
Al arrancar el motor, el cigüeñal gira gracias al impulso eléctrico del motor de arranque, y activa el árbol de levas, permitiendo que se abran y cierren las válvulas de manera sincronizada para cumplir con los diferentes ciclos del motor: admisión (cuando se abren las válvulas de admisión y la mezcla combustible-aire se introduce en la cámara de combustión), compresión (cuando el pistón sube comprimiendo la mezcla en la cámara), explosión (cuando se activa la chispa que detona la mezcla por medio de una bujía), y escape (cuando se abren las válvulas de escape, expulsando los gases de la combustión).
La conexión entre cigüeñal y árbol de levas permite que este gire de forma sincronizada y haga efectivo todo el ciclo de la distribución. Además, su movimiento activa la lubricación del motor, permitiendo que el aceite se distribuya por el interior del mismo, además de activar la bomba de combustible, que es la encargada de suministrar combustible al sistema de admisión.
Tipos de árbol de levas
Hay diferentes tipos de árboles de levas , pero en esencia se distingue por dos sistemas: SOHC y DOHC. Las siglas corresponden a Single Over Head Camshaft y Double Over Head Camshaft, que quiere decir árbol simple, cuando sólo tiene un eje, o árbol doble, cuando dispone de dos.
Un árbol de levas SOHC cuenta con todos sus empujadores, los que corresponden a las válvulas de admisión y a las de escape, alineadas en el mismo eje, mientras que el árbol DOHC dispone de ejes independientes para cada tipo de válvulas.
También hay diferentes denominaciones para el árbol de levas en función de su posición en el motor
Árbol SV
También se le denomina de válvulas laterales, debido a la colocación de estas en el lateral del cilindro, dentro del bloque motor. No es un sistema muy común debido a algunas complicaciones que presenta, como la cámara de compresión, que debe ser de mayor tamaño, y las dimensiones de las cabezas de las válvulas, cuyo diámetro se ve limitado por falta de espacio.
OHV
Esta denominación procede del término inglés Over Head Valve (válvulas en cabeza), y se trata de un motor cuyo sistema de distribución dispone de válvulas en la culata y árbol de levas en el bloque motor.
En este caso la conexión entre cigüeñal y árbol de levas es por medio de una cascada de engranajes o de una cadena. Es un sistema muy práctico porque su mantenimiento es casi nulo, pero por el contrario hay un mayor número de elementos en conexión, lo que limita el régimen de giro del motor, es decir, las revoluciones que éste puede alcanzar. Un inconveniente es que, debido a la temperatura que llega a alcanzar el motor, el sistema de taqués (empujadores del árbol) está sometido a mayores holguras.
OHC
OHC significa Over Head Camshaft, es decir, árbol en culata, sobre la cámara de combustión, junto a las válvulas. Este tipo de árbol de levas es el más extendido porque emplea un menor número de elementos para conectar el árbol de levas y las válvulas, permitiendo que la apertura y cierre de las válvulas sean más rápidos, y por tanto favoreciendo que el motor alcance un régimen de giro más alto, y por tanto pueda alcanzar mayores prestaciones.
Al estar situado en la parte superior, la conexión desde el cigüeñal a través de correas o cadenas de mayor longitud conlleva un mayor desgaste y más mantenimiento, por lo que es más caro, pero verdaderamente es mucho más eficiente.
Diferencias del cigüeñal y del árbol de levas
Como hemos visto anteriormente, son dos elementos conectados entre sí, que funcionan de forma sincronizada y en estrecha relación, pero cuyas funciones son completamente diferentes.
El cigüeñal marca el ritmo de giro del motor, mientras que el árbol de levas se encarga de organizar y adaptar a ese ritmo de giro cada momento de actuación en el ciclo de un motor de explosión, los ya mencionados cuatro tiempos: admisión, compresión, explosión y escape.
Averías comunes del árbol de levas
El principal problema que podemos encontrar en un árbol de levas es una lubricación insuficiente, que provoca un mayor desgaste de los rodamientos o apoyos del árbol, que llega a provocar la desalineación del eje, lo que llegaría a afectar a los tiempos del sistema de distribución. Cualquier daño implica su inmediata sustitución, porque un funcionamiento defectuoso afectaría al funcionamiento del motor, provocando daños en otros elementos. Sufrir una avería en el árbol de levas es uno de los fallos más costosos que puede sufrir un motor.
Hay indicios que nos ayudan a detectar posibles averías en el árbol de levas, y anticiparse a un fallo de mayores dimensiones nos permite ahorrarnos una costosa reparación, por eso hay que estar atento a diversas situaciones:
El traqueteo del motor indica un mal acoplamiento de los engranajes o un desgaste excesivo de casquillos y soportes del árbol.
La pérdida de potencia es una evidencia indiscutible. Suele ser consecuencia de que el apoyo del eje se ha gripado, o hay presencia de levas con holgura, o en algunos casos levas rotas. Los chirridos estridentes son la antesala de un árbol de levas a punto de griparse, y es urgente revisar los apoyos del mismo para comprobar su estado.
Y si el coche no arranca, no cabe la menor duda: el árbol de levas está gripado y requiere su inmediata sustitución.