SOHC vs DOHC (¿cuál es la diferencia?)

Los árboles de levas en cabeza simples y dobles han formado parte de los motores de automóviles, marinos, de motos y de aviones desde principios del siglo XX.

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

El doble árbol de levas en cabeza (DOHC) apareció en un Peugeot francés que ganó el Gran Premio de Francia de 1912.

Los motores de levas en cabeza caracterizaron a varios aviones militares de la Primera Guerra Mundial. Muchos de estos motores utilizaban ejes para accionar las levas. Los actuales árboles de levas accionados por cadenas de distribución siguieron a los populares automóviles de los años 20.

Los motores DOHC se hicieron populares para muchos fabricantes de automóviles después de la Segunda Guerra Mundial, especialmente Fiat y Alfa Romeo. Hoy en día, los motores de una o dos levas en cabeza proliferan en nuestros coches nacionales y extranjeros. Sigue leyendo para saber cómo se comparan los motores SOHC y DOHC con el motor de levas en bloque.

Ver también: Engranajes de corte recto frente a engranajes helicoidales

Índice de Contenido
  1. La finalidad del árbol de levas
  2. ¿Qué es un motor SOHC?
    1. Ventajas del SOHC
    2. Desventajas del SOHC
  3. ¿Qué es un motor DOHC?
    1. Ventajas del DOHC
    2. Desventajas de los motores DOHC
  4. ¿Qué es un motor Cam-in-Block?
    1. Ventajas del bloque de levas
    2. Desventajas de los motores de levas en bloque
  5. ¿Cómo puedes saber si el motor es SOHC o DOHC?
  6. ¿Es posible cambiar de SOHC a DOHC?

La finalidad del árbol de levas

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

Estas válvulas introducen el aire y el combustible en las cámaras de combustión y permiten que la mezcla quemada se descargue en el sistema de escape.

¿Qué es un motor SOHC?

En primer lugar, tanto los motores SOHC como los DOHC son configuraciones de válvulas en cabeza.

A motor con un solo árbol de levas en cabeza emplea un árbol de levas situado encima de cada banco de cilindros. En un motor en "V", como un V6 o un V8, hay dos árboles de levas, uno para cada banco de cilindros. El árbol de levas se acciona mediante una cadena o una correa dentada.

A elección del diseñador del motor, se pueden utilizar diferentes métodos para accionar 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 accionarlas directamente. Para otras disposiciones de las válvulas, se pueden utilizar balancines o, a veces, varillas de empuje muy cortas.

Ventajas del SOHC

Diseño SOHCEl diseño SOHC ofrece varias ventajas sobre el diseño de levas en el bloque:

  • Las válvulas pueden colocarse para conseguir el mejor diseño de la cámara de combustión. Se pueden utilizar varias válvulas, hasta cinco por cámara de combustión. También se pueden utilizar bujías dobles. Estas mejoras pueden mejorar el flujo de combustible-aire y la capacidad de combustión, ofreciendo más potencia y mejor economía de combustible.
  • No son necesarios los pasos a través del bloque motor y la culata para las varillas de empuje. Por lo tanto, ambas zonas pueden utilizar conductos de refrigerante adicionales (o más grandes), mejorando la eficacia de la refrigeración. La mejora de la refrigeración, especialmente en las zonas de la culata, puede permitir relaciones de compresión más altas. Esto beneficia tanto a la potencia como al ahorro de combustible.
  • El mecanismo accionado por el árbol de levas para abrir las válvulas puede ser más sencillo y ligero. Esto reduce la posibilidad de fluctuación de las válvulas, haciendo posible un mayor número de revoluciones. En general, las revoluciones más altas aumentan la potencia.
  • El acceso a todos los componentes del sistema de válvulas, especialmente el árbol de levas, es más fácil. Por tanto, las reparaciones en esta zona crítica del motor serán menos costosas.

Desventajas del SOHC

Los motores SOHC tienen algunas desventajas en comparación con los motores de levas en bloque y los motores DOHC:

  • La complejidad del motor aumenta. Esto aumenta los costes de diseño y producción. Además, puede haber un aumento del peso total del motor en comparación con los motores de bloque de levas. Las transmisiones por árbol de levas que utilizan una cadena o una correa pueden introducir consideraciones de fiabilidad y mantenimiento que no son comunes a los motores de levas en bloque.
  • El motor puede ser más alto y requerir un aumento de la altura del capó. Debido al aumento del tamaño del motor, el peso también puede aumentar.
  • La sincronización variable de las válvulas se limita a cambiar la sincronización de las válvulas de admisión y de escape simultáneamente. Es el mismo problema de sincronización que existe en los motores con levas en el bloque.

Ver también: Datos sobre el motor de la cuchara

¿Qué es un motor DOHC?

qué es un motor DOHC

A motor con doble árbol de levas en cabeza tendrá dos árboles de levas colocados sobre cada banco de cilindros. Un motor en "V", como un V6 o un V8, tiene un total de cuatro árboles de levas. Al igual que el motor SOHC, el DOHC utiliza cadenas de distribución o una correa dentada para accionar los árboles de levas.

En la mayoría de los casos, en un motor DOHC (o de dos levas), cada leva acciona directamente las válvulas asociadas.

Ventajas del DOHC

Diseño DOHCLos motores DOHC tienen las mismas ventajas que los motores SOHC. Entre ellas se encuentran:

  • Las válvulas pueden colocarse para conseguir la mejor configuración de la cámara de combustión. La potencia y el ahorro de combustible pueden beneficiarse de una disposición optimizada de las válvulas.
  • La eficacia de la refrigeración del bloque motor y de la culata mejora con los diseños DOHC. El aumento de la relación de compresión ofrece más potencia y ahorro de combustible.
  • Los diseños DOHC ofrecen el funcionamiento más directo de las válvulas. Se pueden alcanzar velocidades máximas de 8.500 o más para los coches de carretera. Los vehículos de competición pueden alcanzar revoluciones aún más altas con los sistemas avanzados DOHC.
  • El mantenimiento de los árboles de levas y los elevadores es más fácil. Esto puede ayudar a reducir los costes generales de mantenimiento y reparación.
  • Los motores DOHC permiten aprovechar al máximo las ventajas del VVT. La sincronización variable de las válvulas puede funcionar de forma independiente para cada árbol de levas, proporcionando una sincronización óptima para las válvulas de admisión y de escape.

Desventajas de los motores DOHC

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

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

¿Qué es un motor Cam-in-Block?

motor de leva en bloque

La mayoría de los motores de automóviles estadounidenses construidos inmediatamente después de la Segunda Guerra Mundial eran del tipo de leva en bloque. Utilizaban un único árbol de levas situado en el interior del bloque motor. Este árbol de levas accionaba directamente las válvulas de algunos motores populares de cabeza plana.

En los motores de válvulas en cabeza (OHV) de mayor rendimiento (motores con válvulas situadas por encima de las cámaras de combustión), el árbol de levas accionaba cada válvula mediante un sistema de varillas de empuje y palancas llamado balancín.

Ventajas del bloque de levas

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

  • Estos sistemas eran sencillos y baratos de diseñar y producir.
  • Han demostrado ser muy fiables.
  • Los motores con levas en el bloque tienen una altura total relativamente baja. Esto permite un perfil de capó más bajo, lo que puede ser una ventaja para las carrocerías elegantes.

Desventajas de los motores de levas en bloque

Los diseños de leva en bloque tienen algunas desventajas, especialmente para los motores OHV:

  • La asignación de espacio para las varillas de empuje en el bloque del motor y para los balancines en la parte superior de la culata puede influir negativamente en la posición de otros componentes, o bien agolparlos.
  • La geometría de las varillas de empuje y los balancines puede hacer que la forma y el tamaño de las cámaras de combustión de la culata sean ineficientes.
  • La masa (o peso) del mecanismo entre el árbol de levas y cada válvula introduce efectos de inercia que limitan la velocidad de funcionamiento de las válvulas. A regímenes de motor muy elevados, por ejemplo, por encima de 7.000 revoluciones por minuto (RPM), las válvulas pueden no cerrarse completamente. Este fenómeno se llama fluctuación de las válvulas y siempre limitará la potencia del motor.
  • Las varillas de empuje requieren el paso por el bloque del motor y las culatas. Estos conductos pueden limitar el tamaño de las zonas de refrigeración en el bloque del motor y las culatas, lo que tiende a empeorar la eficacia de la refrigeración.
  • La sincronización variable independiente de las válvulas (VVT), que puede aumentar el rendimiento y el ahorro de combustible, sería difícil de conseguir tanto para las válvulas de admisión como para las de escape.

Algunos de los motores de alto rendimiento de hoy en día todavía se diseñan con levas en bloque. Estos diseños pueden incluir una forma de distribución variable de las válvulas. Sin embargo, las variaciones de sincronización de las levas serían simultáneas para las válvulas de admisión y de escape, ya que estos motores sólo tienen un árbol de levas.

¿Cómo puedes saber si el motor es SOHC o DOHC?

En general, basta con abrir el capó del coche y examinar la parte superior del motor. Una parte superior del motor, estrecha pero alta, con una clara joroba en la parte delantera para el piñón de la leva, suele indicar que hay un SOHC debajo.

Un motor ancho y/o con dos jorobas indica la presencia de una configuración DOHC. En caso de duda, una búsqueda en Internet de la marca, el modelo, el año y el tamaño del motor de tu coche debería aclararlo.

¿Es posible cambiar de SOHC a DOHC?

En general, un cambio así sería extremadamente caro. Sin embargo, algunas marcas y modelos de coches tienen motores similares en configuración SOHC y DOHC. Algunos modelos de Honda entran en esta categoría.

En algunos modelos concretos, la culata SOHC puede sustituirse por una culata DOHC. Y con una reprogramación adecuada de la unidad de control del motor (ECU) y modificaciones en los sistemas auxiliares del motor (además de buenos conocimientos de bricolaje), esta transición es ciertamente posible.

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