Como sabe la mayoría de los técnicos automotrices profesionales, la cadena de distribución de un vehículo sincroniza la rotación del cigüeñal y del o los árboles de levas, lo que asegura la distribución correcta y permite que las válvulas del motor abran y cierren durante el encendido de cada cilindro. Los componentes de la cadena de distribución son componentes internos del motor y requieren un buen suministro de aceite para funcionar correctamente, por lo que el mantenimiento del aceite es muy importante. Los sistemas de cadena de distribución no son elementos de mantenimiento programado, así que repararlos antes de una falla catastrófica es clave; por lo tanto, es importante saber reconocer los síntomas. Las señales de que una cadena de distribución debe reemplazarse incluyen:

• Las aplicaciones más recientes con distribución variable de válvulas (VVT) activan códigos de motor que indican que no se puede controlar por completo la distribución del árbol de levas.
• Un sistema VVT que falla con el tiempo puede generar cascabeleos del motor al arrancar o durante la operación.

Señales de falla de un componente de distribución o de un engrane VVT

Hay algunas señales que un técnico puede encontrar y que indican un problema en el sistema de distribución. La más evidente es un ruido audible en la zona de la tapa de distribución durante la operación del motor. Este ruido puede ser un cascabeleo temporal al arrancar o un cascabeleo constante que cambia con las revoluciones del motor. Otras señales pueden ser un bajo rendimiento del motor o del consumo de combustible, códigos de motor relacionados con la función de distribución del árbol de levas, o restos de la guía de la cadena de distribución en el aceite del motor.

En algunos casos, las cadenas de distribución se estiran por un mantenimiento inadecuado por parte del propietario. Dejar pasar demasiado tiempo entre cambios de aceite y usar aceite de motor del tipo o la viscosidad incorrectos puede desgastar los pernos y las placas de la cadena de distribución, lo que provoca el estiramiento de la cadena.

El ruido de la cadena de distribución suele notarse más durante el arranque en frío del vehículo, cuando la presión y el flujo de aceite están en su punto más bajo. En esta situación, la falta de suministro de aceite pone a prueba la función del pasador de bloqueo de los actuadores. Cuando un actuador tiene muy poco o nada de suministro de aceite, un pasador interno bloquea el actuador en estado fijo. Una falla de este pasador de bloqueo puede permitir que el engrane oscile hacia adelante y hacia atrás sin restricción, lo que causa una inestabilidad extrema en el sistema de cadena. Los tensores de la cadena de distribución también se ponen a prueba en los arranques en frío. Los tensores hidráulicos tienen válvulas de retención diseñadas para mantenerlos llenos de aceite en todo momento. Cuando la válvula de retención de un tensor se debilita o falla, después del arranque los tensores tardan un tiempo en generar la presión suficiente para estabilizar la cadena.

El motor Ford Modular de 5.4 litros

Estas características aplican al motor Ford Modular. Aunque el reemplazo del sistema en los motores Ford Modular no es especialmente difícil, la reparación lleva tiempo y la mayoría de las horas de mano de obra se dedican a desmontar los accesorios, las tapas de punterías y la tapa de distribución. Según una guía de mano de obra popular, el reemplazo del sistema de distribución en camionetas Ford F-150 3V 5.4L requiere 11.8 horas de mano de obra.

Para los técnicos automotrices es fundamental entender a fondo los sistemas de distribución y VVT para diagnosticar y reparar los motores correctamente desde la primera vez y evitar repetir ese trabajo de 11.8 horas.

Muñones del árbol de levas y la importancia del aceite en los sistemas de cadena de distribución

También puede ser necesario inspeccionar los muñones del árbol de levas cuando hay evidencia de operación inestable de la cadena de distribución sin una causa clara. Es importante señalar que no todas las reparaciones del sistema de distribución requieren inspeccionar el desgaste de los muñones del árbol de levas. La evidencia de operación inestable incluye guías muy desgastadas o rotas, cadenas desgastadas o estiradas prematuramente o ruido audible en la zona de la cadena de distribución durante la operación. Esta inestabilidad puede tener varias causas, como fallas de encendido en los cilindros, cadenas fatigadas, falla de componentes del sistema VVT o falta de suministro suficiente de aceite a los tensores o a los componentes VVT.

En el suministro de aceite a los actuadores VVT es donde intervienen los muñones del árbol de levas. Los actuadores de árbol de levas de los motores Ford Modular funcionan con presión de aceite. El aceite de la bomba de aceite del motor fluye a través del motor y de las cabezas de cilindros hacia los cuerpos de las válvulas solenoides VVT. Los solenoides, mediante modulación por ancho de pulso del sistema de gestión del motor, controlan el suministro de aceite hacia los actuadores de cada cabeza. Los solenoides dirigen el flujo hacia uno de dos puertos de aceite que alimentan distintos lados de las aspas del rotor del actuador VVT: uno para adelantar la distribución del árbol de levas y otro para retrasarla. Para que el aceite llegue de los solenoides a los actuadores, debe pasar por los muñones delanteros del árbol de levas, entrar en los árboles de levas y luego pasar por los tornillos de los actuadores o directamente a los actuadores. Por lo tanto, el buen estado de los muñones del árbol de levas es crítico para el funcionamiento del actuador. El desgaste del muñón puede permitir un flujo cruzado de aceite, lo que envía aceite al puerto equivocado, o una fuga total del suministro de aceite, lo que provoca una operación incorrecta o inestable del actuador.

Cuando la operación inestable se combina con fallas de componentes de distribución o VVT sin una causa clara, se recomienda revisar el desgaste del muñón delantero del árbol de levas. Para revisar el desgaste del muñón delantero, deben retirarse los árboles de levas y volver a instalarse las tapas delanteras del árbol de levas. Inspeccione los alojamientos en busca de rayaduras profundas y desgaste, y luego use un micrómetro de interiores para medir los alojamientos de los muñones. La especificación del diámetro exterior (OD) del muñón del árbol de levas es 1.126” - 1.127”. Un alojamiento de muñón del árbol de levas apretado al par correcto debe medir entre 1.128” - 1.129”, lo que da una holgura entre el OD del muñón y el alojamiento de 0.001” - 0.003”. Si los árboles de levas y los muñones están dentro de esta especificación, vuelva a instalar los árboles de levas. Los muñones delanteros también determinan el juego axial del árbol de levas, que es de .001” - .007”. Si encuentra que los muñones del árbol de levas están fuera de estas especificaciones, se necesitan cabezas de cilindros nuevas para asegurar el funcionamiento correcto del sistema VVT.

La solución de Cloyes

Tradicionalmente conocida como fabricante y proveedor de sistemas de cadena de distribución, Cloyes desarrolló una línea de kits de cadena de distribución con VVT para apoyar a sus clientes que realizan reemplazos que consumen mucho tiempo, como en el motor Ford Modular de 5.4 litros.

Los componentes VVT forman parte natural del sistema de distribución, y tiene sentido que los fabricantes ofrezcan componentes del sistema VVT que funcionen con sus componentes actuales del sistema de distribución. La experiencia de Cloyes en sistemas de distribución modernos, junto con sus estándares de fabricación y calidad, llevó a la empresa a desarrollar actuadores y solenoides VVT que funcionan igual o mejor que las unidades de equipo original (OE) y que resisten el uso rudo en las aplicaciones más exigentes.

Para la aplicación Ford 5.4L, Cloyes desarrolló un actuador con un diseño único que es superior a la unidad OE. En pruebas contra el actuador OE, las unidades mostraron 20 por ciento menos arrastre por fricción y produjeron 10 por ciento más par con la misma presión de aceite. Los actuadores OE usados pueden perder aceite hacia y desde las cámaras del rotor a través de aspas del rotor desgastadas que rozan y sellan contra el diámetro interior del estator. Los actuadores usan aspas de rotor de larga duración y tolerancias estrechas que no tocan el estator, lo que elimina el desgaste y el arrastre de las unidades OE y de otros diseños del mercado de repuesto.

Los kits Cloyes para la aplicación Ford 5.4L incluyen dos actuadores VVT con tornillos, dos tensores, dos cadenas, cuatro guías y el engrane del cigüeñal. Ya sea una guía que sirve como pista para la cadena de distribución, que conecta el cigüeñal y el árbol de levas, o un tensor, que mantiene la tensión adecuada en la cadena de distribución, todos estos componentes cumplen una función crítica en el sistema de distribución.

Aunque por ahora no se incluyen en el kit Cloyes, también puede ser necesario inspeccionar y posiblemente reemplazar los solenoides VVT. Como se mencionó antes, los solenoides controlan el suministro de aceite hacia los actuadores de cada cabeza. Cuando un solenoide VVT falla o está por fallar, pueden ocurrir varios problemas, como que se encienda la luz de check engine. Se necesitará una inspección completa con las herramientas de diagnóstico adecuadas para detectar la causa de que se encienda la luz de check engine. Otros problemas relacionados con la falla del solenoide VVT son una marcha mínima irregular y una posible disminución del rendimiento de combustible. De nuevo, como se mencionó antes, los solenoides dirigen el flujo de aceite hacia uno de dos puertos que alimentan distintos lados de las aspas del rotor del actuador VVT: uno para adelantar la distribución del árbol de levas y otro para retrasarla. Cuando no funciona correctamente, un solenoide VVT puede dirigir mal el flujo de aceite y causar una marcha mínima lenta e irregular. Si no se diagnostica, este problema también podría provocar la falla de otros componentes.

Cloyes sigue desarrollando solenoides VVT y es posible que en el futuro ofrezca estos componentes en sus kits de cadena de distribución con VVT.

Uso de kits completos y reducción de regresos

El reemplazo del sistema de distribución normalmente se realiza al detectar una operación inestable. En esa situación, e incluso en casos de mantenimiento preventivo, todos los componentes del sistema de distribución sufren esfuerzo. Las cadenas pueden sufrir desgaste y estiramiento, las superficies de contacto de las guías pueden dañarse y sus soportes pueden romperse, los tensores pueden dañarse y los dientes de los engranes se desgastarán al operar con una cadena inestable. Por estas razones, y porque el costo de los componentes de distribución es una fracción del costo de mano de obra necesario para reemplazarlos, se recomienda reemplazar todos los componentes al hacer la reparación. De este modo, el consumidor y el técnico pueden ahorrar tiempo, ya que se puede evitar una visita de regreso; el propietario del vehículo ahorrará dinero a largo plazo en lugar de reemplazar varios componentes en distintos intervalos; y el técnico y el taller pueden reducir los regresos gracias a que todos los componentes se reemplazan al mismo tiempo.