SOHC Vs DOHC

[Tiritos]

Hola foro.

Ayer, comentando el tema con un compañero se me ocurrió un tema digno de debate en mecánica:

¿Es mejor el sistema de doble árbol de levas en culata  DOHC o es mejor el sistema de Simple árbol de levas en culata SOHC?

En principio se le dió muy buena prensa al sistema de doble árbol de levas atribuyéndole todas las ventajas que tiene el sistema OHC que es el mismo para las dos variantes, es decir: el sistema de árbol de levas en culata OHC supuso una gran mejora en ruidos, holguras, consumo, y en definitiva mejor rendimiento del motor en comparación al antiguo sistema de distribución OHV donde el árbol de levas se encontraba en el bloque motor y las válvulas en culata, teniendo que transmitir el movimiento del cigueñal al árbol de levas con cadena o con engranajes y a su vez con varillas (empujadores) desde el árbol de levas al árbol de balancines, que a su vez los balancines movían las válvulas. Bueno, pues todas esas ventajas de eliminación de piezas ruidos y holguras, se atribuye según la información que podéis encontrar al sistema DOHC cuando el sistema antagonista al mismo SOHC también las tiene.

Muchos podrán decir... Es que es mejor doble árbol de levas que un solo árbol de levas, y como todo, es relativo.

¿Que ventajas tiene un doble árbol de levas frente a uno sencillo en nuestras motos?

A ver, la diferencia entre un sistema y otro es que el que lleva 2 árboles de levas (DOHC) pisa directamente la leva sobre la válvula, intercalando entre la cola de la válvula y la leva una "pastilla" o taco metálico calibrado (taqué, o tucho) con la medida personalizada para cada válvula de manera que quede la holgura en frío designada por el fabricante. en esta distribución, cada árbol de levas mueve exclusivamente su sección, es decir: un árbol de levas para las válvulas de admisión y otro para las de escape. Para que funcione el sistema de doble árbol de levas, es necesario que la cadena de distribución sea más larga y abarque dos coronas dentadas, una en cada árbol de levas.

Y el sistema de un solo árbol de levas (SOHC) lleva 2 ejes de balancines (uno para las válvulas de admisión, y otro para las de escape), en el caso de nuestras motos (las que llevan 4 válvulas por cilindro, que no son todas) cada balancín tiene 2 dedos (ver la imagen) cada uno de esos "dedos" empuja la cola de una válvula y tiene su correspondiente tornillo y tuerca para el ajuste de esa manera con una sola leva, se mueve un balancín doble que sirve para dos válvulas, y con la otra leva se mueven las otras dos válvulas.

DIFERENCIAS EN PRO Y EN CONTRA DE LOS 2 SISTEMAS:

DOHC     VENTAJAS:     Mayor duración del reglaje de válvulas.

                DESVENTAJAS: Mayor peso y más volumen de la culata y por ende del motor,  Piezas mucho más caras, mayor rozamiento y desgaste de las levas, requiere mejor                            lubricación, coste de mantenimiento mucho mayor (reglaje).

SOHC     VENTAJAS: Piezas más económicas, ahorro en peso y volumen, menos líquido de refrigeración, mejor lubricación, menos roce debido a que las levas no friccionan,                         (hacen rodar los rodamientos), posibles desgastes de ajuste de balancines corregible mediante reglaje, coste económico de mantenimiento.

               DESVENTAJAS: Reglajes de válvulas más frecuentes.

 

Bueno pues esto es lo que quería contar, si alguien quiere aportar algo, pues mucho mejor.

 Un saludo

[Txingudi]

Me parece muy bien el debate , pero para mi eso me suena a chino asi que no puedo decir nada ... 

[lord486]

Hace 35 minutos , Tiritos dijo:

Hola foro.

Ayer, comentando el tema con un compañero se me ocurrió un tema digno de debate en mecánica:

¿Es mejor el sistema de doble árbol de levas en culata  DOHC o es mejor el sistema de Simple árbol de levas en culata SOHC?

En principio se le dió muy buena prensa al sistema de doble árbol de levas atribuyéndole todas las ventajas que tiene el sistema OHC que es el mismo para las dos variantes, es decir: el sistema de árbol de levas en culata OHC supuso una gran mejora en ruidos, holguras, consumo, y en definitiva mejor rendimiento del motor en comparación al antiguo sistema de distribución OHV donde el árbol de levas se encontraba en el bloque motor y las válvulas en culata, teniendo que transmitir el movimiento del cigueñal al árbol de levas con cadena o con engranajes y a su vez con varillas (empujadores) desde el árbol de levas al árbol de balancines, que a su vez los balancines movían las válvulas. Bueno, pues todas esas ventajas de eliminación de piezas ruidos y holguras, se atribuye según la información que podéis encontrar al sistema DOHC cuando el sistema antagonista al mismo SOHC también las tiene.

Muchos podrán decir... Es que es mejor doble árbol de levas que un solo árbol de levas, y como todo, es relativo.

¿Que ventajas tiene un doble árbol de levas frente a uno sencillo en nuestras motos?

A ver, la diferencia entre un sistema y otro es que el que lleva 2 árboles de levas (DOHC) pisa directamente la leva sobre la válvula, intercalando entre la cola de la válvula y la leva una "pastilla" o taco metálico calibrado (taqué, o tucho) con la medida personalizada para cada válvula de manera que quede la holgura en frío designada por el fabricante. en esta distribución, cada árbol de levas mueve exclusivamente su sección, es decir: un árbol de levas para las válvulas de admisión y otro para las de escape. Para que funcione el sistema de doble árbol de levas, es necesario que la cadena de distribución sea más larga y abarque dos coronas dentadas, una en cada árbol de levas.

Y el sistema de un solo árbol de levas (SOHC) lleva 2 ejes de balancines (uno para las válvulas de admisión, y otro para las de escape), en el caso de nuestras motos (las que llevan 4 válvulas por cilindro, que no son todas) cada balancín tiene 2 dedos (ver la imagen) cada uno de esos "dedos" empuja la cola de una válvula y tiene su correspondiente tornillo y tuerca para el ajuste de esa manera con una sola leva, se mueve un balancín doble que sirve para dos válvulas, y con la otra leva se mueven las otras dos válvulas.

DIFERENCIAS EN PRO Y EN CONTRA DE LOS 2 SISTEMAS:

DOHC     VENTAJAS:     Mayor duración del reglaje de válvulas.

                DESVENTAJAS: Mayor peso y más volumen de la culata y por ende del motor,  Piezas mucho más caras, mayor rozamiento y desgaste de las levas, requiere mejor                            lubricación, coste de mantenimiento mucho mayor (reglaje).

SOHC     VENTAJAS: Piezas más económicas, ahorro en peso y volumen, menos líquido de refrigeración, mejor lubricación, menos roce debido a que las levas no friccionan,                         (hacen rodar los rodamientos), posibles desgastes de ajuste de balancines corregible mediante reglaje, coste económico de mantenimiento.

               DESVENTAJAS: Reglajes de válvulas más frecuentes.

 

Bueno pues esto es lo que quería contar, si alguien quiere aportar algo, pues mucho mejor.

 Un saludo

Buenas, 

Como siempre muy didáctico y completa la explicación de @Tiritos. La ventaja fundamental que han tenido siempre los motores doble árbol de levas es una mayor flexibilidad en el cruce de las válvulas. De cara al usuario final, aporta más bien poco,  salvo que nuestro motor disponga de distribución variable como tienen muchas Honda desde 125cc.

Por contra los motores con árbol simple, suelen tener más bajos, a diferencia de los motores con doble árbol de levas que suelen estirarse más. 

Saludos, 

[Tiritos]

Hace 1 hora, lord486 dijo:

Buenas, 

Como siempre muy didáctico y completa la explicación de @Tiritos. La ventaja fundamental que han tenido siempre los motores doble árbol de levas es una mayor flexibilidad en el cruce de las válvulas. De cara al usuario final, aporta más bien poco,  salvo que nuestro motor disponga de distribución variable como tienen muchas Honda desde 125cc.

Por contra los motores con árbol simple, suelen tener más bajos, a diferencia de los motores con doble árbol de levas que suelen estirarse más. 

Saludos, 

Esto que comentas suena muy bien, es lo que nos han explicado siempre y es la información que se puede  encontrar por ahí, pero...  a ver si alguien me puede explicar el  motivo.

Yo entiendo eso de que el sistema DOHC es más flexible en el cruce de válvulas y que los motores se pueden estirar más si comparo el rendimiento de un motor con carburacion de los años 70 con sistema de un árbol de levas en el bloque, con empujadores de válvulas y cadena de distribución como llevaba la Ducati 250, con el rendimiento de un motor como el de la Daelim S3 250 que tiene doble árbol de levas en cabeza (DOHC)  y si lo comparo con el de la Kymco Xciting 250 que lleva un solo árbol de levas en cabeza pero sistema SOHC veremos que la diferencia de flexibilidad, potencia, bajos, r.p.m. y rendimiento en general sigue siendo exagerada al lado del motor de la Ducati 250 de sistema de distribución antiguo.

Considerando que el sistema OHC data de los años 30 del pasado siglo, y que se instauró en vehículos de calle en 1980 habría que entender la buena fama que se le dio al sistema, tanta que todavía perdura la leyenda urbana, que lógicamente creo que ya no sería aplicable comparar hoy en dia lo de doble arbol de levas = mejor que arbol de levas sencillo.

La prueba la tenemos en que los scooters que llevaban ese sistema " innovador" como la Xciting 500, la Yamaha Majesty 400  y alguno más, se han dejado como obsoletos, introduciendo  algunas piezas construidas a  los nuevos modelos de motor para aprovechar la buena mecanica que aportan y la sinergia y ahorro que supone para el fabricante la utilización de material de Spock de fábrica.

Los motores actuales que llevan el DOHC aprovechan la leyenda urbana para decir que dan más par, pero realmente si mejoran par y potencia no se debe al sistema DOHC ni al SOHC, se debe a la ingeniería electrónica que gestiona junto con la mecánica actual el rendimiento del motor.

Un saludo

[lord486]

Hace 29 minutos , Tiritos dijo:

Esto que comentas suena muy bien, es lo que nos han explicado siempre y es la información que se puede  encontrar por ahí, pero...  a ver si alguien me puede explicar el  motivo.

Yo entiendo eso de que el sistema DOHC es más flexible en el cruce de válvulas y que los motores se pueden estirar más si comparo el rendimiento de un motor con carburacion de los años 70 con sistema de un árbol de levas en el bloque, con empujadores de válvulas y cadena de distribución como llevaba la Ducati 250, con el rendimiento de un motor como el de la Daelim S3 250 que tiene doble árbol de levas en cabeza (DOHC)  y si lo comparo con el de la Kymco Xciting 250 que lleva un solo árbol de levas en cabeza pero sistema SOHC veremos que la diferencia de flexibilidad, potencia, bajos, r.p.m. y rendimiento en general sigue siendo exagerada al lado del motor de la Ducati 250 de sistema de distribución antiguo.

Considerando que el sistema OHC data de los años 30 del pasado siglo, y que se instauró en vehículos de calle en 1980 habría que entender la buena fama que se le dio al sistema, tanta que todavía perdura la leyenda urbana, que lógicamente creo que ya no sería aplicable comparar hoy en dia lo de doble arbol de levas = mejor que arbol de levas sencillo.

La prueba la tenemos en que los scooters que llevaban ese sistema " innovador" como la Xciting 500, la Yamaha Majesty 400  y alguno más, se han dejado como obsoletos, introduciendo  algunas piezas construidas a  los nuevos modelos de motor para aprovechar la buena mecanica que aportan y la sinergia y ahorro que supone para el fabricante la utilización de material de Spock de fábrica.

Los motores actuales que llevan el DOHC aprovechan la leyenda urbana para decir que dan más par, pero realmente si mejoran par y potencia no se debe al sistema DOHC ni al SOHC, se debe a la ingeniería electrónica que gestiona junto con la mecánica actual el rendimiento del motor.

Un saludo

Bueno, pues vamos por partes:

Que el motor de 250cc de la Ducati fuese más potente y con mejores bajos que el, digamos moderno motor de Daelim, básicamente no tiene nada que ver con la arquitectura de su sistema de distribución. Hay una leyenda urbana todavía más arraigada que la del doble árbol de levas y es la de dar por hecho que un motor de inyección es más potente que uno de carburacion. Es totalmente falso, puede ser más eficiente, porque el hecho de no añadir gasolina al motor en retención supuso un gran ahorro de combustible y con los sistemas de gestión digitales actuales, sin duda mucho menos contaminantes. 

Un sistema de alimentación por carburacion, con un cuerpo por cilindro siempre ha sido mucho más potente y con mejores bajos que uno de inyección, pero empezando por su mantenimiento, ya que requiere de un vacuometro para su ajuste, siempre los han relegado a motores alto rendimiento pero de elevado coste. 

Los motores con árboles de levas en cabeza, así como multivalvulas datan de los años 30 del siglo pasado, pero el diseño de este tipo de culatas es mucho más complejo. Los conocimientos en la época de la dinámica de fluidos era escasa y la capacidad para esculpir la culata en base a aquellos conocimientos, aún menor. Sin embargo, diseñar y fabricar una culata totalmente plana  resultaba mucho más sencilla y eficiente. 

Una vez más, en competición, dónde cada pequeña mejora cuenta y no hay problema en llevar el motor constantemente en la zona alta del cuentarrevoluciones, se continuó utilizando y perfeccionando el concepto. 

Hoy en día, y hace ya algunos lustros, el uso de potentes ordenadores hay permitido simular los flujos que se generarán dentro de la culata a cualquier número de revoluciones y, también mediante el diseño asistido por ordenador generar imágenes tridimensionales de cómo deben ser cada una de las superficies internas del motor. 

Aquí, donde se pueden diseñar pequeñas joyas con doble árbol de levas, los avances en dinámica de fluidos también ha permitido mejorar el rendimiento de motores monoarbol que siempre serán más baratos y compactos. En esto nunca hay dudas: menos pinzas = menos euros.

¿Por qué sigue siendo hoy en día importante el uso de motores biarbol? Por la eficiencia que proporcionan los sistemas de distribución variable para optimizar el rendimiento en toda la gama de revoluciones, pero también (y esto tiene mucha importancia hoy en día) las emisiones contaminantes. 

Saludos, 

[Chulma]

Yo creo que no es mejor un tipo de sistema u otro, que todo depende de a qué tipo de motor queramos construir, no es lo mismo un motor para moto custom que para una deportiva

Dicho esto, para mi, en un monocilíndrico, prefiero el SOHC, básicamente por que la culata es más sencilla, se puede refrigerar mejor y lleva menos piezas (como comentan algunos compañeros) esto junto a una buena inyección electrónica, creo que no se necesita más

En un bicilíndrico o un tetracilíndrico (sobre todo si van en línea) prefiero el DOHC, en este caso, prefiero que la admisión y el escape, vayan en árboles diferentes, que junto con válvulas de ángulo variable y una buena inyección electrónica, se puede conseguir un resultado fantástico

Salu2

 

[Chulma]

Y or cierto, nos hemos olvidado que el mayor logro, ha sido la mejoría en materiales, con lo que se consiguen mejores resultados termodinámicos y se logran unas culatas (y resto del bloque) mucho mejor diseñadas

Salu2

[Tiritos]

Sí, tenéis razón y además os explicáis muy bien, pero yo como soy un excéptico no me creo lo que dicen los artículos de revistas del motor si no veo la realidad práctica, y el tema que expuse al principio tiene como cuestión básica entender el porqué dicen que es mejor el sistema DOHC que el sistema SOHC en nuestras motos que son monocilíndricas, y por eso puse el ejemplo de un motor del pasado siglo, monocilíndrico, a carburación, con sistema antiguo de empujadores de balancines monocilíndrico 2 válvulas y sin ninguna ventaja electrónica con 250 cc. que daba 25cv a 7000 r.p.m. que es el de la Ducati Road y lo comparo con un motor contemporáneo como es el de la antigua Kymco Beet&Win de 250 cc. con sistema SOHC  de 2 válvulas, con carburador y que da solo 20 cv a 7200 r.p.m. lo cual no demuestra que aplicar el sistema de árbol de levas en cabeza por sí mismo influya en potencia ni elasticidad de motor, si a continuación comparamos el mismo motor de la Beet&Win que lo adaptaron con inyección electrónica al modelo Xciting R de 250cc. también con un solo árbol de levas en cabeza y 2 válvulas, veremos que ya saca 22 cv a 8250 r.p.m. lo cuál tampoco demuestra que el sistema de carburación o el de inyección sean los responsables de obtener mayor potencia.ya que en este caso lo han conseguido a más r.p.m. 

Si cambiamos de tecnología y nos pasamos a un motor monocilíndrico de 250 cc. iyección electrónica, doble árbol de levas en cabeza (DOHC)  y 4válvulas por cilindro como es el de la Daelim S3 veremos que se han conseguido los 25 cv  pero a 8700 r.p.m., pero no porque se haya colocado el sistema OHC de distribución, ni por la inyección electrónica, si no que se ha potenciado la tecnología aplicando las 4 válvulas por cilindro y subiendo revoluciones. Porque a menos revoluciones y mismo sistema DOHC con todos los demás avances en tecnología, la S6 250cc. da 23,3cv a 7500 r.p.m.

Si comparamos 2 motores actuales de 2020:

Superdink 350 ie (321cc.) con distribución SOHC 4 válvulas por cilindro (mono), CPU, etc. nos da 28,8 cv a 7500 r.p.m.   relación cv/cc. = 8,97 cv por cada 100 cc.

Xmax 400 IronMax ie (395 cc.) con distribución DOHC 4 válvulas por cilindro (mono) y todo lo demás, da 33 cv a 7000 r.p.m. relación cv/cc =8,35 cv por cada 100 cc.

(la diferencia es porque cada motor entrega la potencia a diferentes r.p.m., pero de todos modos no es sustancial)

De todo esto puede deducirse fielmente que el resultado final de un motor no se debe exclusivamente a su sistema de distribución, si no a otros muchos factores.

Si hablamos de la distribución variable, es otro tema que nada tiene que ver con este y que en ese caso SÍ es necesario disponer de la tecnología DOHC con taqués hidráulicos.

Un saludo

 

 

[abhang]

Excelente aporte, Tiritos!

[lord486]

Hace 24 minutos , Tiritos dijo:

Si comparamos 2 motores actuales de 2020:

Superdink 350 ie (321cc.) con distribución SOHC 4 válvulas por cilindro (mono), CPU, etc. nos da 28,8 cv a 7500 r.p.m.   relación cv/cc. = 8,97 cv por cada 100 cc.

Xmax 400 IronMax ie (395 cc.) con distribución DOHC 4 válvulas por cilindro (mono) y todo lo demás, da 33 cv a 7000 r.p.m. relación cv/cc =8,35 cv por cada 100 cc.

En el fondo creo que todos estamos de acuerdo, pero el motor de la Superdink 350 es un motor que, aunque partió de un diseño anterior, prácticamente se diseñó de nuevo para este modelo en 2017 y que, con toda probabilidad pasará la homologación EURO5 en cuanto lo necesite con una pequeña reprogramación de la centralita.

El motor de la Xmax 400 se trata de una pequeña actualización para adaptarse a la norma EURO4, que a su vez se adaptó a la norma EURO3 partiendo del motor EURO2 de la Majesty y de hecho, no hay modelo 2020 de la Xmax 400 como sí lo hay de las otras cilindradas (EURO5).

Por último, no conozco ningún motor monoarbol que alcance 11.000r.p.m  (o 14.000 en cilindradas superiores). En estos casos, se hace imprescindible un segundo árbol de levas...

Saludos,

[Tiritos]

Hace 8 minutos , lord486 dijo:

En el fondo creo que todos estamos de acuerdo, pero el motor de la Superdink 350 es un motor que, aunque partió de un diseño anterior, prácticamente se diseñó de nuevo para este modelo en 2017 y que, con toda probabilidad pasará la homologación EURO5 en cuanto lo necesite con una pequeña reprogramación de la centralita.

El motor de la Xmax 400 se trata de una pequeña actualización para adaptarse a la norma EURO4, que a su vez se adaptó a la norma EURO3 partiendo del motor EURO2 de la Majesty y de hecho, no hay modelo 2020 de la Xmax 400 como sí lo hay de las otras cilindradas (EURO5).

Por último, no conozco ningún motor monoarbol que alcance 11.000r.p.m  (o 14.000 en cilindradas superiores). En estos casos, se hace imprescindible un segundo árbol de levas...

Saludos,

Claro que la Xmax 400 no tiene ningún motor de 2020, ni la Superdink 350 tampoco, me refería a motores actuales en motos vendidas el 2020.

Por cierto, muchos creen que el motor de la SD350 procede de la anterior SD300, y no es así, el motor de la SD350 procede del motor básico de la XCT300i que se desarrolló  completamenten nuevo en el año 2015 y en el 2016 se modificó para la DowTown 350ABS antes de llegar a España.

Un saludo

[lord486]

Hace 10 minutos , Tiritos dijo:

Claro que la Xmax 400 no tiene ningún motor de 2020, ni la Superdink 350 tampoco, me refería a motores actuales en motos vendidas el 2020.

Por cierto, muchos creen que el motor de la SD350 procede de la anterior SD300, y no es así, el motor de la SD350 procede del motor básico de la XCT300i que se desarrolló  completamenten nuevo en el año 2015 y en el 2016 se modificó para la DowTown 350ABS antes de llegar a España.

Un saludo

Así es, no tiene nada que ver con el de la anterior SD300, aunque también es monoarbol y de 4 válvulas.

Saludos,

[Rogers]

Hace unos años si que os hubiera dicho que el DOHC era claramente más ventajoso... Ahora en la actualidad con los avances en electrónica, nuevos materiales y el desarrollo de mecánicas mas innovadoras este sistema pierde utilidad, al menos en monocilindricos para scooter.

En el caso de mi XMax siendo un motor con una base de diseño de 15 años atrás pues estoy satisfecho de disponer de él... de no ser así ya hace tiempo se habría quedado como demasiado obsoleto. Por otra parte el saber que hasta pasados 50 o incluso 60 mil km no voy a necesitar revisar holguras para mí es un gran alivio.

Luego hay otra cosa que puede ser una tontería pero a mi cualquier aspecto estético me atrae y me encanta descubrir el interior bajo el cofre y ver esa culata tan anchota... da la sensación  de más motor y de moto mas grande.

Un saludo

[padrejerome]

A mi me gusta más ajustar los taqués con la tuerquecita de toda la vida que andar sacando el árbol de levas para cambiar pastillas, con el coñazo y riesgo que conlleva. Y si te lo hace un taller, más horas de mano de obra. Esa es la desventaja que veo en cuanto a ajuste de válvulas...En cuanto a prestaciones, lo desconozco, la verdad.