La apertura y cierre de las válvulas de admisión y de escape en la sincronización del motor,  requieren tiempos muy precisos. En ralentí, el intervalo de tiempo entre las aperturas de la válvula de cada cilindro es alrededor de un quinto de segundo (0.2 s) A 5.000 rpm es aproximadamente de dos centésimas de segundo (0.02 s).

En un motor de cuatro tiempos, las válvulas de admisión y de escape se abren y cierran a cada revolución del cigüeñal, de manera que el árbol de  levas gira a la mitad de la velocidad de este. Por esta razón las levas tienen grandes engranajes en el extremo y los cigüeñales tienen engranajes chicos. La relación de transmisión es siempre de dos a uno, esto hace que el número de dientes del engranaje del árbol de levas, siempre sea par., salvo en el motor Wankel o rotativo (del que nos ocuparemos en otro artículo).

Motor Wankel

El instante en que las válvulas se abren y se cierran afecta el rendimiento del motor, el ahorro de combustible y las emisiones, por este motivo se necesita una  exacta sincronización. En la admisión, la sincronización de las válvulas no sólo determina cuánto mezcla de aire/combustible llega a  cada cilindro, sino también la eficacia con que se utiliza la mezcla. Cuando el pistón baja en su carrera de admisión, la válvula debe abrirse rápidamente para que el cilindro se llene con la mayor cantidad posible de mezcla aire/combustible. Este problema se hace más agudo cuando aumenta la velocidad del motor.

Si la válvula no se abre rápido, no puede haber tiempo suficiente para llenar el cilindro completamente antes de iniciarse la carrera de compresión y esto reduce los valores de compresión y potencia. Si la válvula se abre demasiado pronto, el pistón todavía puede no haber completado su carrera de escape y se  vuelven los gases colector de admisión, interfiriendo con la «respiración» del motor.

En el escape, la sincronización es igualmente importante. Si una válvula de escape se abre demasiado pronto, los expansión aún puede estar ocurriendo y deja salir gases del cilindro prematuramente, perdiendo energía. Si la válvula de escape se abre demasiado tarde, el motor también perderá rendimiento por los gases restantes en el cilindro. Y si la válvula de escape permanece abierta demasiado tiempo, tendrá «superposición» con la apertura de la válvula de admisión permitiendo que mezcla de combustible sin quemar escape del motor.

La precisión es también esencial por otra razón muy importante: en la mayoría de los motores la leva también impulsa el distribuidor, o en los motores con sistema de encendido  con sensor de posición en el árbol de levas, la falta de sincronismo afectaría el rendimiento.

Casi todos los árboles de levas laterales son impulsados por el cigüeñal a través de un conjunto de engranajes y cadena, o en algunos motores dos engranajes de impulsión directa. En muchos motores con árbol de levas a la cabeza, éste se impulsa por una correa dentada o cadena de rodillos.

Con la acumulación de los kilómetros, las  cadenas con más de  160.000 Km presentarán desgaste excesivo. Como regla general, cuando hay más de 10 mm de juego entre los engranajes, es hora de un nuevo conjunto de distribución (siempre consulte las especificaciones del fabricante del vehículo para el juego aceptable máximo).

Otro cambio en algunos motores es el sensor magnético en el engranaje de la leva. Un imán montado en el engranaje pasa cerca de una bobina que genera una señal a la computadora del motor. Esto mantiene el equipo informado y controla el encendido y en algunos casos los pulsos de inyección de combustible.

UNA REACCIÓN EN CADENA

Las cadenas de distribución han sufrido algunos cambios de ingeniería importantes en los últimos años. Históricamente, los fabricantes utilizaron un diente invertido de tipo «silencioso» en la cadena de distribución. Algunos fabricantes europeos y japoneses, han utilizado una cadena de rodillos British Standard (BSI) similar a una cadena de una bicicleta).

CORREAS DENTADAS

Contrariamente a lo que se piensa a veces, las correas dentadas  no tienen estiramiento. Se refuerzan con filamentos de fibra de vidrio, lo que las hace inextensibles. De todos modos, los hilos son frágiles y pueden comenzar a romperse cuando el período de sustitución se haya excedido o una colocación incorrecta la lastime. Como regla general, la mayoría de los fabricantes recomiendan reemplazar las  correas de distribución alrededor de 60.000 / 100.000 Km como mantenimiento preventivo para evitar el tipo de problemas que se describe.

Las recomendaciones para reemplazo de la correa varían porque se basan en el tipo de correa utilizada, la aplicación del motor, tensión de la correa, longitud, número y tamaño de las cargas, poleas, etc.

Los cambios en los materiales de la correa en los últimos años han mejorado la durabilidad de la correa a 150.000 km o más, pero sólo en aquellas aplicaciones donde estos materiales se utilizan. Estas correas se hacen a un grado especial de alta temperatura del neopreno llamado «nitrilo altamente saturado» (HSN). El HSN se está convirtiendo rápidamente en el material elegido para los nuevos motores que usan correas dentadas debido a su larga vida que reduce o elimina esencialmente la necesidad de reemplazo de la correa periódicamente. Este cambio puede haber ayudado a frustrar una tendencia a volver a las cadenas de distribución en lugar de correas. Contrariamente a lo que se cree, este cambio se debía al reciclaje y menor contaminación y no a las posibles roturas (si las correas son de buena calidad,  están colocadas correctamente y con los intervalos de cambio especificado por el fabricante del motor, es muy  difícil que este elemento falle). De acuerdo a la información de los fabricantes, la mayoría de los motores de los próximos años, tendrán  correas dentadas en lugar de cadenas.

DIAGNOSTICAR PROBLEMAS DE SINCRONIZACIÓN.

Como dijimos al principio de este artículo, una cadena estirada (o engranajes desgastados) afectará el rendimiento. Si el desgaste es grande y la cadena (o correa dentada) funciona fuera de tiempo, el motor puede funcionar mal o posiblemente no funcionar en absoluto. Por la misma razón, si se comete un error al montar la distribución (error en un diente o más), el motor puede arrancar pero no funcionar bien debido a la sincronización avanzada o retrasada. Lo mismo puede suceder con excesiva presión sobre los engranajes de distribución que no están bien alineados. Si la sincronización está errada por más de dos dientes (el equivalente de ocho o más grados, dependiendo de la aplicación), el motor posiblemente no arranque. Una cadena rota (o correa) no permitiría que el motor arranque y puede resultar una o varias válvulas dobladas o rotas, si no hay suficiente espacio entre las válvulas y los pistones.

En vehículos con controles computarizados del motor, un error en la sincronización puede marcar un código de error «no hay señal de encendido».

Los engranajes de distribución y las cadenas suelen dan algún aviso antes de fallar (pero no así las correas dentadas) El ruido en el  interior de la tapa de la cadena de distribución es una buena indicación de que hay demasiado juego en la cadena.

PRECAUCIONES PARA LA INSTALACIÓN

Las cadenas y engranajes de distribución se deben reemplazarse siempre como un conjunto. No tiene sentido usar engranajes desgastados con una cadena nueva, o viceversa. En cuanto a las correas dentadas, el reemplazo de las poleas generalmente no es necesario a menos que muestren signos de desgaste anormal o esté dañado.

Con las correas, la instalación es simplemente abrazar todas las poleas (claro está, en un orden determinado) y, a continuación, el ajuste de la tensión. .La tensión debe estar dentro de las especificaciones del fabricante porque demasiado estiramiento dañará la correa y algunos otros componentes y poca tensión puede hacer que la correa  se salga.

Nunca intente estirar una correa dentada, ya que esto puede dañarla. Es importante revisar siempre las tapas protectoras porque las cubiertas de protección acumulan grasitud y suciedad, dos de los mayores enemigos de la correa. También ayudan a mantener los dedos y otros objetos fuera de peligro.

En los motores antiguos, la variación en la sincronización podía no haber sido lo suficiente como para preocuparse. Pero en los motores de hoy, incluso una pequeña variación puede crear problemas de emisión.

En muchos motores, existen componentes adicionales que también se deben cambiar cuando una nueva cadena se instala. Tensores, guías o rieles. Estos componentes  desempeñan un papel vital de apoyo a la cadena y a su funcionamiento silencioso.