Quiero saber las configuraciones de SOHC y DOHC. Sobre qué factores un fabricante de motores decide ir con SOHC o con DOHC, ¿qué debo elegir? DOHC o SOHC?
Para los que no lo sepan, SOHC y DOHC se refieren a lo siguiente:
Una leva se refiere a un “eje de leva” o la cosa que se golpea en la noche. La leva tiene un “bump” o “joroba” en ella que acciona las válvulas que permiten que el aire entre y salga del cilindro del motor en el momento correcto para que el motor funcione correctamente.
En cuanto a las configuraciones en sí, en las configuraciones SOHC, el árbol de levas se coloca en la parte superior de la cabeza. He aquí un ejemplo:
La rueda a la derecha de la imagen es sobre la que se desplaza la correa de levas. Esta rueda está unida a la propia leva. La leva, entonces acciona los balancines que pueden ver que apuntan a ambos lados de la cabeza. Este es un ejemplo de una cabeza de 3 válvulas por cilindro (2 de entrada y 1 de salida por cilindro). Las 2 válvulas por cilindro es una configuración mucho más frecuente.
Este es un ejemplo de un DOHC:
En este ejemplo, puedes ver que hay dos árboles de levas separados montados en la parte superior de la cabeza. Para las cabezas DOHC, las levas pueden estar atadas con una cadena corta, y luego tener una cadena/correa separada que impulse las levas, o puede tener una sola cadena/correa que lo haga funcionar todo. Los motores DOHC suelen tener una configuración de 2 válvulas de admisión y 2 válvulas de escape por cilindro, pero en algunos casos como la configuración Volkswagen-Grupo Audi (VAG) utiliza una válvula de cinco por cilindro (3 de admisión y 2 de escape). En la mayoría de los casos, la leva acciona directamente la válvula sin el uso de un balancín (puede o no tener un “elevador” entre la leva y la válvula).
El propósito de tener configuraciones OHC es eliminar otra forma de accionamiento de la válvula, la de las varillas de empuje que se encuentran en la Válvula Sobre Cabeza (OHV), que se encuentra en la mayoría de las configuraciones V8 americanas (Ford usa una versión OHC para sus motores). Las configuraciones OHV utilizan un árbol de levas situado en el centro (central al bloque del motor), y accionan las válvulas mediante el uso de elevadores, varillas de empuje y balancines. La configuración OHC elimina la mayor parte de esto para la reducción de masa en el tren de válvulas. Esta reducción de masa generalmente significa que el motor puede funcionar de manera más segura y limpia a mayores velocidades debido a las menores presiones inerciales en el tren de válvulas. Además, como se trata de un accionamiento más directo de las válvulas, hay menos flexión (debido a las varillas de empuje) y se produce un accionamiento más preciso de las válvulas. La contrapartida de esto es que las correas/cadenas/guías que controlan todo esto generalmente se desgastan durante un período de tiempo mucho antes del fin de la vida útil del motor (EOL), donde como en un motor OHV, el tren de válvulas y la cadena de distribución generalmente durarán hasta que el motor se desgaste. La configuración del OHC es mucho más compleja que la del OHV, ya que hay más piezas que pueden fallar, lo que puede causar consecuencias catastróficas si falla. Los motores OHC suelen ser “motores de interferencia”, lo que significa que las válvulas y los pistones ocupan el mismo espacio en diferentes momentos. Si la correa/cadena de levas falla, las válvulas dejan de moverse, pero los pistones no (inmediatamente). El pistón se desplazará hacia las válvulas y normalmente destruirá las válvulas y todo el conjunto de la cabeza. Es imperativo que el mantenimiento de la correa/cadena de levas se haga a tiempo. No hay señales de advertencia (sin desmontar el motor) que indiquen que está desgastado, por lo que es muy importante seguir el intervalo de sustitución del fabricante.
Como ya se ha dicho, los motores DOHC suelen tener más válvulas por cilindro que las versiones SOHC. También suelen tener menos piezas involucradas (la mayoría de los DOHC accionan directamente las válvulas, mientras que los SOHC suelen tener balancines). Más válvulas significa que el motor puede aspirar y expulsar más gases del motor. Piensa en un círculo grande, digamos uno de 4" de diámetro (o digamos 10cm para los revoltosos del sistema métrico de ahí fuera). ¿Cuántos círculos de 5 cm caben en él? La respuesta es dos. Ahora coge el mismo círculo de 4" y encaja círculos de 1,5" dentro de él. El número está alrededor del cuatro. Un círculo de 4" tiene un área de 12,57 pulgadas por cuadrado. Un círculo de 2" tiene el área de 3,14 pulg./cuadrado, y por lo tanto dos de ellos equivaldrían a 6,28 pulg./cuadrado. Con el círculo de 1,5", su total sería de 7,07 pulg./cuadrado. (Nota: Aunque no estoy seguro de si cuatro podrían caber en el círculo exactamente, el ejemplo es válido para fines educativos). Ahora imagina que estos círculos son las válvulas de la culata. Cuantas más válvulas quepan en la culata, mayor será la superficie que se podrá cubrir. La mayor superficie permite un mayor flujo de aire/escape dentro y fuera del cilindro. Esto le da al motor una oportunidad de una mejor eficiencia volumétrica o VE (básicamente lo bien que se llena el cilindro con la mezcla de aire/combustible). Esto permite un mayor rendimiento del motor.
Los fabricantes podrían elegir SOHC sobre los motores DOHC debido al costo en el diseño y la fabricación. Podrían elegir DOHC sobre SOHC por el aspecto del rendimiento. Estoy seguro de que hay otras razones.
¿Qué debería hacer? Este sitio no es realmente por darte mi opinión sobre lo que deberías elegir. Básicamente le diría que encuentre vehículos que estén dentro de sus objetivos de coste y rendimiento. Selecciona varias versiones de cada uno, pruébalos y luego toma tu propia decisión. Ambas versiones de OHC tienen un programa de mantenimiento que debe cumplirse con impunidad. Aparte de eso, ¡diviértanse!
SOHC es un árbol de levas en cabeza simple, DOHC es para el árbol de levas en cabeza doble.
DOHC se introdujo para mejorar la eficiencia volumétrica de un motor determinado, prestándose a más potencia. Últimamente, el DOHC se utiliza más que el SHOC como primera opción debido a la facilidad de utilizar la sincronización variable de las válvulas, lo que lleva a un mayor control de las emisiones.
SOHC, o Single Overhead Cam, significa que sólo tienes un árbol de levas que trabaja tanto en las válvulas de admisión como en las de escape. DOHC, o Double Overhead Cam, significa que tienes dos árboles de levas separados, uno para las válvulas de admisión y otro para las de escape.
Además, los motores SOHC sólo tienen 2 válvulas por cilindro, una de admisión y otra de escape. Los DOHC tienen 4 válvulas, dos de admisión y dos de escape. Esto significa que puedes hacer más ajustes en el motor porque tienes más control sobre cuánto y cuándo entra y sale el aire del motor.
En cuanto a qué motor ir: Los motores SOHC son MUCHO más baratos y fáciles de mantener, pero no tienen el rendimiento o la eficiencia de combustible que el DOHC tiene. Así que un DOHC es “mejor”, pero el SOHC es más barato.
Para tu información: cuando oyes hablar de un coche con “quad cams”, significa que es un V6 o V8 (o 10, 12, etc.) con dos filas de cilindros, cada uno con DOHC.