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Balancín: diagrama, piezas, función, material y usos

Esta publicación profundiza en los balancines y cubre el diagrama, las piezas, la función, el material, los tipos, las ventajas y los usos, con ilustraciones.

¿Qué son los balancines?

Los balancines, palancas centrales del tren de válvulas de un motor, transfieren el movimiento de la varilla para abrir las válvulas del motor. Accionados por una varilla de empuje procedente del árbol de levas, entran en contacto directo con los taqués y con el movimiento del eje. Un extremo contacta con el taqué y el otro se conecta a las válvulas de admisión y escape. Cuando el árbol de levas los acciona, el balancín desciende y abre la válvula para que entre aire y combustible.

Este proceso se aplica a ambas válvulas del motor. Un muelle duradero sostiene el desplazamiento y devuelve las válvulas a su posición inicial a altas velocidades, manteniendo un contacto constante con los balancines. Los balancines de los coches suelen fabricarse con acero estampado o aluminio en el caso de los modelos de mayores revoluciones. Algunos balancines de rodillo incluyen un cojinete en el punto de contacto para minimizar el desgaste y la fricción.

balancín

Definición de balancín

El balancín es el componente responsable de transferir el movimiento del árbol de levas a las válvulas de admisión y escape del motor.

Componentes del balancín

Los siguientes son los componentes principales de un balancín:

  • Varilla de empuje
  • Taqué
  • Balancín
  • Muelle de válvula
  • Leva
  • Válvula

Varilla de empuje

En la parte superior del motor, la varilla de empuje presiona contra un lado del balancín, haciendo que gire. Esta rotación abre la válvula moviendo su parte superior hacia abajo.

Varilla de empuje

Taqué

En los motores de combustión interna, el taqué se refiere a los componentes mecánicos entre el árbol de levas y la válvula. Estos componentes convierten el movimiento rotatorio del árbol de levas en el movimiento lineal alternativo de la válvula de asiento para abrirla y cerrarla.

Taqué

Balancín

Usado en motores de combustión interna, el balancín transmite el movimiento de la varilla de empuje a la válvula de admisión/escape correspondiente.

Balancín

Muelle de válvula

El muelle de válvula ayuda a mantener la válvula cerrada, proporcionando contrapresión a los balancines y a la taquilla de leva en motores de válvulas en cabeza.

Muelle de válvula

Leva

El árbol de levas convierte el movimiento rotatorio en movimiento alternativo, haciendo que las válvulas se abran y cierren en el momento adecuado. Los balancines, palancas fijadas sobre un punto de apoyo, reciben el movimiento de la varilla de empuje accionada por el taqué situado sobre el lóbulo de la leva.

Leva

Válvula

Una leva del árbol de levas hace descender el balancín, permitiendo que la válvula se abra para que la mezcla de combustible y aire entre en la cámara de combustión. Esto ocurre tanto en las válvulas de admisión como en las de escape.

Válvula

Funciones de los balancines

diagrama del balancín
balancín
  • La función del balancín es crucial para comprender su papel en los coches.
  • Actúa como una palanca que mueve piezas del motor como varillas de empuje, válvulas y taqués.
  • La rotación del balancín engrana con los lóbulos del árbol de levas, estructuras en forma de leva, produciendo un movimiento de arriba abajo.
  • Este proceso convierte la energía mecánica en fuerza, presionando contra las válvulas del motor con presión hidráulica o de muelle.
  • Las válvulas se abren y cierran regularmente, permitiendo una liberación controlada del combustible y el aire restantes durante la combustión en cada cilindro.

Tipos de balancines

Los siguientes son los tipos principales de balancines:

  • Balancín con rodillo en la punta
  • Balancín de acero estampado
  • Balancín de eje
  • Balancín de rodillo completo

Balancín con rodillo en la punta

Similares a los balancines de acero estampado, estos incorporan un rodillo en el extremo de la válvula para reducir la fricción, aumentar algo la potencia y reducir el desgaste de las puntas de válvula. El balancín con rodillo en la punta sigue usando la tuerca y el espárrago del pivote de muñón por simplicidad, y puede fabricarse en acero, aluminio, fundición o piezas mecanizadas.

Balancín con rodillo en la punta

Balancín de acero estampado

El tipo más popular suele fabricarse con acero estampado, lo que ofrece un proceso de fabricación fácil y rentable al estampar a partir de una sola pieza de metal. El balancín se fija en su sitio mediante un pivote de muñón con una tuerca redondeada en la base, lo que permite un movimiento vertical sencillo y garantiza la estabilidad.

Balancín de acero estampado

Balancín de eje

Construidos sobre la base de los balancines de rodillo completo, los balancines de eje incorporan un eje de conexión. En algunos casos, el eje atraviesa todos los balancines; en otros, puede atravesar solo dos, según la construcción de la culata.

El eje es esencial para la rigidez, ya que garantiza un tren de válvulas robusto que minimiza la deflexión y evita movimientos incontrolados, especialmente a mayores RPM.

Balancín de eje

Balancín de rodillo completo

Un balancín de rodillo completo, distinto de los de acero estampado, suele fabricarse con acero o aluminio mecanizado. En este tipo, los cojinetes sustituyen al pivote de muñón, proporcionando un rendimiento mejorado.

Aunque siguen usando el espárrago del pivote de muñón, prescinden de la tuerca. En su lugar, un pequeño eje, firmemente atornillado en su posición, presenta cojinetes en ambos extremos dentro del balancín, facilitando una rotación suave.

Balancín de rodillo completo

Materiales del balancín

En el pasado, los motores de automóvil producidos en masa preferían balancines de acero estampado por su rentabilidad. Estos balancines soportan el peso alternativo del tren de válvulas, lo que puede ser problemático a mayores RPM, llevando a los motores de alta velocidad a optar por versiones de aluminio.

En estos casos, también son habituales los cojinetes mejorados para el punto de apoyo del balancín. Los motores diésel de camiones suelen utilizar acero al carbono forjado o hierro fundido dúctil para los balancines.

Síntomas de un balancín defectuoso

Los siguientes son los síntomas principales de un balancín defectuoso:

Ruido de clics o tictac

Los balancines desgastados suelen manifestarse con ruidos de clics o tictac, que se oyen comúnmente desde la parte superior del motor.

Luz de fallo del motor encendida

La luz de fallo del motor sirve para señalar diversos problemas, incluidos balancines rotos y otros problemas relacionados. Códigos como P2647 o P2646 indican que el módulo de control del tren motriz (PCM) ha registrado códigos de avería relacionados con el balancín.

Fallos de encendido del motor

Un balancín dañado puede provocar caladas o fallos de encendido en el proceso de combustión del combustible de su coche.

Ventajas del balancín

Los siguientes son los principales ventajas del balancín:

  • Transmite el movimiento del árbol de levas para abrir las válvulas.
  • Convierte el movimiento giratorio del árbol de levas en movimiento vertical para el accionamiento de las válvulas.
  • Distribuye el desgaste y la carga sobre el árbol de levas.
  • Evita el impacto directo de los lóbulos del árbol de levas sobre las válvulas, reduciendo el desgaste y el posible fallo prematuro.
  • Algunos diseños incluyen balancines ajustables para un ajuste preciso de la holgura de válvula.
  • Simplifica y compacta la geometría del tren de válvulas.
  • Reduce la inercia total en comparación con los sistemas de accionamiento directo de válvulas, mejorando la respuesta del motor, especialmente a mayores RPM.

Desventajas del balancín

Los siguientes son los principales desventajas del balancín:

  • El movimiento frecuente y el contacto con otras piezas del motor someten a los balancines a desgaste y fricción, lo que exige un mantenimiento más frecuente.
  • Los balancines contribuyen a la complejidad del tren de válvulas de un motor.
  • El peso adicional de los balancines lleva a los ingenieros de vehículos a priorizar la reducción de peso para lograr un rendimiento y un consumo óptimos.
  • La reducción de peso puede contribuir al ruido del tren de válvulas, especialmente en motores con perfiles de leva agresivos y mayor alzado de válvula.
  • El movimiento y las tensiones continuos sobre los balancines pueden acabar provocando fatiga y fallos.
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