DIAGRAMA DE LA DISTRIBUCIÓN - Definición - Significado

Gráfico donde se representan los ángulos de apertura y cierre de las válvulas de un motor de 4 tiempos. Se trata generalmente de un diagrama circular donde se representan los arcos de tiempo, referidos a los puntos muertos del pistón, durante los cuales las válvulas permanecen abiertas o cerradas.

En un ciclo ideal de funcionamiento puede suponerse que las fases de apertura y cierre de las válvulas coinciden con la llegada del pistón a los puntos muertos. En la práctica, esta coincidencia se produce muy pocas veces y sólo a regímenes bajos. En efecto, es necesario un cierto tiempo para que la válvula pueda abrirse o cerrarse completamente; por tanto, las fases de apertura y cierre deberán iniciarse poco antes o después de los puntos muertos.

El diagrama de apertura de la válvula de admisión se estudia siempre para que permita el máximo llenado del cilindro a una cierta velocidad. Por ello es necesario anticipar el inicio de la fase de apertura respecto al punto muerto superior, de manera que la válvula se encuentre suficientemente abierta cuando el pistón, descendiendo, inicia la aspiración de la mezcla. En cambio, el cierre de la válvula es retrasado respecto al punto muerto inferior, con objeto de aprovechar la inercia de la mezcla (que continúa entrando incluso cuando el pistón comienza a subir). Cuanto más deprisa gira el motor, tanto más grande es la inercia de la mezcla y tanto mayor debe ser el retraso de cierre de la válvula.

Del mismo modo, la válvula de escape empieza a abrirse antes que el pistón haya llegado al punto muerto inferior. Este avance determina la disminución de la presión en el cilindro y permite al pistón expulsar con mayor facilidad los gases quemados. La evacuación está además favorecida por el hecho de que la válvula, cuando se inicia la fase de escape, se encuentra ya completamente abierta. La propia válvula, finalmente, se cierra con retraso respecto al punto muerto superior, y esto permite aprovechar del todo la inercia de los gases quemados. Por tanto, alrededor del punto muerto superior existe un breve espacio de tiempo en el cual ambas válvulas están abiertas. En este breve tiempo la depresión existente en el colector de escape favorece la evacuación de los gases quemados y facilita la entrada de la mezcla fresca por el conducto de admisión. El ángulo correspondiente al arco de tiempo en cuestión se define como ángulo de cruce de válvulas.

Los valores de avance y de retraso en la apertura y el cierre de las válvulas dependen del tipo de motor y del uso a que va destinado. Un motor de competición, estudiado para regímenes altos, exigirá un ángulo de cruce más bien grande, superior al de un motor normal de turismo. Para conseguir un llenado de la cámara de explosión con la mayor cantidad de mezcla fresca (es decir, pera un mayor rendimiento del motor), es esencial el estudio de un ángulo de cruce apropiado. Una distribución muy cruzada permite un funcionamiento regular a regímenes altos, pero determina el reflujo parcial de la mezcla en el conducto de admisión a regímenes bajos. Además, uno apertura prolongada de la válvula de admisión provoca, a regímenes bajos, pérdidas de potencia por bombeo, turbulencia reducida en la cámara y baja velocidad del flujo de aire a través del difusor del carburador (mezcla imperfecta de aire y gasolina).

Los ángulos de apertura y cierre de las válvulas dependen del propio calado de la distribución, de la conformación de las levas e incluso de los juegos entre empujadores y balancines. Los diagramas suministrados por las empresas constructoras son los que se obtienen con el motor frío, con los juegos prescritos para la puesta a punto (que no son generalmente iguales a los que existen durante el funcionamiento).

Con relación a los motores de 3 tiempos, el diagrama de distribución comprende, además de las fases que se suceden en el cilindro, aquellas que tienen lugar en el cárter. En el cilindro se desarrollan la compresión-explosión y la explosión-escape; en el cárter, la admisión y la precompresión. La característica fundamental del diagrama es la de presentar superpuestas las fases de admisión de la mezcla en el cilindro y de escape de los gases quemados.

También en este tipo de motores, como en los de 4 tiempos, el inicio de las diversas fases no corresponde perfectamente a los puntos muertos del pistón. Su anticipo y su retraso están determinados por la conformación y disposición de las lumbreras de transferencia, y por la conformación y calado del rotor en el cárter.