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SOHC vs DOHC (pros / contras y en qué se diferencian)

SOHC VS DOHC ENGINE

Última actualización el 14 de mayo de 2021

Los árboles de levas aéreos simples y dobles han sido parte de los motores de automóviles, marinos, motocicletas y aviones desde principios del siglo XX.

Algunos de los primeros coches con un solo árbol de levas en cabeza (SOHC) fueron el Maudsley 1902 diseñado por los británicos y el Marr Autocar americano 1903.

Aparecieron árboles de levas dobles en cabeza (DOHC) en un Peugeot francés que ganó el Gran Premio de Francia de 1912.

Los motores de levas en el techo adornaron varios aviones militares de la Primera Guerra Mundial. Muchos de estos diseños de motores usaban ejes para impulsar las levas. Los árboles de levas accionados por cadena de distribución comunes de hoy siguieron en los automóviles populares de la década de 1920.

Los motores DOHC crecieron en popularidad para muchas marcas de automóviles después de la Segunda Guerra Mundial, especialmente Fiat y Alfa Romeo. En la actualidad, los diseños de levas de techo simples y dobles proliferan en nuestros automóviles fabricados en el país y en el extranjero. Siga leyendo para ver cómo se comparan los motores SOHC y DOHC entre sí, así como con el motor de levas en bloque.

Ver también: Engranajes de corte recto frente a engranajes helicoidales

El propósito del árbol de levas

Los motores de pistón de automoción actuales utilizan uno o más árboles de levas para operar las válvulas de admisión y escape. El árbol de levas es impulsado por el cigüeñal del motor mediante una cadena o correa que coordina la sincronización de las válvulas de admisión y escape.

Estas válvulas admiten aire y combustible a las cámaras de combustión y permiten que la mezcla quemada se descargue al sistema de escape.

¿Qué es un motor SOHC?

QUE ES UN MOTOR SOHC

Primero, los diseños de motores SOHC y DOHC son configuraciones de válvulas en cabeza.

A motor de árbol de levas en cabeza simple emplea un árbol de levas ubicado sobre cada banco de cilindros. Para un motor de diseño en “V” como un V6 o V8, habría dos árboles de levas de este tipo, uno encima de cada banco de cilindros. El árbol de levas sería impulsado por una cadena o una correa de distribución dentada.

A elección del diseñador del motor, se pueden utilizar varios métodos para operar las válvulas desde este único árbol de levas. Si, por ejemplo, todas las válvulas estuvieran alineadas en paralelo a la longitud de la culata, la leva podría operarlas todas directamente. Para otras disposiciones de válvulas, se pueden utilizar balancines u ocasionalmente varillas de empuje muy cortas.

Ventajas de SOHC

DISEÑO SOHC

El diseño SOHC ofrece varias ventajas sobre el diseño de leva en bloque:

  • Las válvulas se pueden colocar para lograr el mejor diseño de la cámara de combustión. Pueden emplearse múltiples válvulas; son posibles hasta cinco por cámara de combustión. También se pueden utilizar bujías dobles. Estas mejoras pueden mejorar el flujo de aire y combustible y las capacidades de combustión, lo que ofrece una mayor potencia y una mejor economía de combustible.
  • No se requieren pasajes a través del bloque del motor y la culata de cilindros para las varillas de empuje. Por lo tanto, ambas áreas pueden emplear conductos de refrigerante adicionales (o más grandes) que mejoran la eficiencia de enfriamiento. La refrigeración mejorada, especialmente en las áreas de la culata de cilindros, puede permitir relaciones de compresión más altas. Esto beneficia tanto a la potencia como a la economía de combustible.
  • El mecanismo operado por el árbol de levas para abrir las válvulas puede ser más simple y más ligero. Esto reduce la posibilidad de que la válvula flote, lo que hace posible velocidades del motor mucho más altas. RPM más altas en general mejoran la potencia de salida.
  • El acceso a todos los componentes del sistema de válvulas, especialmente el árbol de levas, es más sencillo. Las reparaciones en esta zona crítica del motor serían menos costosas.

Desventajas de SOHC

Hay algunas desventajas de los motores SOHC en comparación con los diseños de levas en bloque y con los diseños DOHC:

  • Aumenta la complejidad del motor. Esto se suma al costo de diseño y fabricación. También puede haber un aumento general en el peso del motor en comparación con los diseños de levas en bloque. Las transmisiones de árbol de levas que utilizan una cadena o una correa pueden introducir consideraciones de confiabilidad y mantenimiento que no son comunes en los motores de levas en bloque.
  • El motor puede volverse más alto y requerir una mayor altura del capó para tener espacio libre. Debido al aumento del tamaño del motor, también se puede aumentar el peso.
  • La sincronización variable de válvulas se limita en gran medida a los cambios de sincronización de las válvulas de admisión y escape simultáneamente. Este es el mismo problema de sincronización que existe para los motores de levas en bloque.

Ver también: Datos de Spoon Engine

¿Qué es un motor DOHC?

QUE ES UN MOTOR DOHC

A motor de doble árbol de levas en cabeza tendrá dos árboles de levas ubicados sobre cada banco de cilindros. Un motor de diseño en “V” como un V6 o V8 tendría un total de cuatro árboles de levas. Al igual que con el diseño del motor SOHC, el DOHC utilizaría cadenas de distribución o una correa dentada para impulsar los árboles de levas.

En la mayoría de los casos con un motor DOHC (o de doble leva), cada leva operaría directamente sus válvulas asociadas.

Ventajas DOHC

DISEÑO DOHC

Los motores DOHC comparten las mismas ventajas que los diseños SOHC. Éstas incluyen:

  • Las válvulas se pueden colocar para obtener la mejor configuración de la cámara de combustión. La energía y el ahorro de combustible pueden beneficiarse al optimizar la disposición de las válvulas.
  • La eficiencia de enfriamiento del bloque de motor y la culata de cilindros se mejora con los diseños DOHC. Las relaciones de compresión aumentadas ofrecen una mayor potencia y eficiencia de combustible.
  • Los diseños DOHC ofrecen la operación más directa de las válvulas. Las RPM máximas del motor de 8.500 o más son posibles para los automóviles de calle. Los vehículos de carreras pueden alcanzar velocidades de motor aún más altas con sistemas DOHC avanzados.
  • La accesibilidad de mantenimiento a los árboles de levas y elevadores es más fácil. Esto puede ayudar a reducir los costos generales de mantenimiento y reparación.
  • Los motores DOHC hacen posible lo mejor de los beneficios de VVT. La sincronización variable de válvulas puede funcionar de forma independiente para cada árbol de levas, lo que proporciona una sincronización de válvulas óptima para las válvulas de admisión y escape.

Desventajas de DOHC

Al igual que con los motores SOHC, los diseños DOHC comparten las mismas desventajas básicas.

  • La complejidad y el peso del motor aumentan en comparación con los diseños de levas en bloque. Los costos de diseño y fabricación también son más altos. En comparación con los diseños SOHC, los motores DOHC tienen un sistema de transmisión por correa o cadena más complejo. Esto disminuye la confiabilidad general y aumenta los gastos de mantenimiento.
  • Al igual que con los diseños SOHC, la altura del motor DOHC aumenta y el peso total también tiende a ser mayor.

¿Qué es un motor de levas en bloque?

MOTOR DE LEVA EN BLOQUE

La mayoría de los motores de los automóviles estadounidenses construidos justo después de la Segunda Guerra Mundial eran diseños de levas en bloque. Estos utilizaron un solo árbol de levas ubicado dentro del bloque del motor. Este árbol de levas acciona directamente las válvulas de varios motores de cabeza plana populares.

Para motores de válvulas en cabeza (OHV) de mayor rendimiento (motores con válvulas ubicadas sobre las cámaras de combustión), el árbol de levas operaba cada válvula a través de un sistema de varillas de empuje y palancas llamadas balancines.

Ventajas de la leva en bloque

Las principales ventajas de los sistemas de válvulas de leva en bloque son las siguientes:

  • Dichos sistemas eran simples y económicos de diseñar y fabricar.
  • Demostraron ser muy confiables.
  • Los motores de levas en bloque tienen una altura total relativamente baja. Esto permite perfiles de capó más bajos que pueden ser de gran ayuda para diseños elegantes de carrocerías de automóviles.

Desventajas de la leva en bloque

Los diseños de levas en bloque tienen ciertas desventajas, especialmente para los motores OHV:

  • Las asignaciones de espacio para las varillas de empuje a través del bloque del motor y para los balancines en la parte superior de la culata de cilindros pueden imponer adversamente o amontonar la ubicación de otros componentes.
  • La geometría de la varilla de empuje y el balancín puede forzar una forma y tamaño ineficaces de las cámaras de combustión de la culata de cilindros.
  • La masa (o peso) del mecanismo entre el árbol de levas y cada válvula introduce efectos inerciales que limitan la velocidad de funcionamiento de las válvulas. A velocidades muy altas del motor, por ejemplo, por encima de 7.000 revoluciones por minuto (RPM), las válvulas pueden no cerrarse completamente. A esto se le llama flotador de válvula, que siempre limitará la potencia de salida del motor.
  • Las varillas de empuje requieren pasajes hacia arriba a través del bloque del motor y las culatas de cilindros. Dichos pasajes pueden restringir el tamaño de las zonas de enfriamiento en el bloque del motor y las culatas de cilindros, lo que tiende a degradar la eficiencia de enfriamiento.
  • La sincronización variable independiente de válvulas (VVT), que puede mejorar el rendimiento y el ahorro de combustible, sería difícil de proporcionar tanto para las válvulas de admisión como de escape.

Algunos de los motores actuales de muy alto rendimiento siguen siendo diseños de levas en bloque. Estos diseños pueden incluir una forma de sincronización variable de válvulas. Sin embargo, las variaciones de sincronización de levas serían simultáneas para las válvulas de admisión y escape, ya que estos motores tienen un solo árbol de levas.

¿Cómo puede saber si tiene SOHC o DOHC?

En general, simplemente puede abrir el capó de su automóvil y examinar la parte superior del motor. Una parte superior del motor estrecha pero alta con una joroba distintiva en la parte delantera para la rueda dentada de la transmisión por levas generalmente indicará que hay un SOHC escondido debajo.

Un motor ancho y / o una capota de dos jorobas revelarán la presencia de una configuración DOHC. En caso de duda, una búsqueda en línea de la marca, el modelo, el año y el tamaño del motor de su automóvil debería proporcionar una aclaración al respecto.

¿Puede cambiar SOHC a DOHC?

Hacer un cambio de este tipo sería, en general, extremadamente costoso. Sin embargo, ciertas marcas y modelos de automóviles tienen opciones de motor similares en configuraciones SOHC y DOHC. Algunos modelos de Honda encajan en este molde.

Para modelos específicos, una culata SOHC se puede cambiar por una culata DOHC. Y con la reprogramación adecuada de la unidad de control del motor (ECU) y los cambios en los sistemas auxiliares del motor (además de buenas habilidades de bricolaje), esa transición es definitivamente posible.

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