varilla de empuje

Una varilla de empuje es una varilla de metal sólido, típicamente hecha de acero, que convierte el movimiento giratorio de un árbol de levas en el movimiento ascendente y descendente necesario para abrir y cerrar las válvulas de admisión y escape del motor. En un motor de válvulas a la cabeza (OHV), el árbol de levas se encuentra en el bloque del motor, y las varillas de empuje corren verticalmente a través del bloque para alcanzar los balancines montados en la culata. A medida que el árbol de levas gira, sus lóbulos empujan la parte inferior de cada varilla de empuje hacia arriba en una secuencia precisamente cronometrada, lo que luego hace que los balancines se muevan para abrir las válvulas contra la presión del resorte.

Los motores con varillas de empuje siguen siendo comunes en muchas aplicaciones de camiones, agrícolas y de motores pequeños porque son mecánicamente simples y económicos de fabricar. Una varilla de empuje típica es un tubo hueco de 6 a 14 pulgadas de largo con una junta de rótula en el extremo inferior que se asienta en una copa en el levantador del árbol de levas, y una copa de fondo plano en la parte superior que contacta con el balancín. El diseño hueco reduce el peso mientras mantiene la rigidez, y la construcción de acero soporta la carga de impacto repetida sin deformación permanente. La mayoría de los motores de automóviles de pasajeros con varillas de empuje operan a 5,000 a 6,500 rpm; los motores industriales y marinos pueden funcionar a velocidades más bajas pero con presiones más altas.

Desgaste y fallas comunes

El desgaste de la varilla de empuje ocurre donde la rótula se une con la copa del levantador y donde la copa superior contacta con el balancín. Las superficies de contacto metal con metal pueden desgastarse o rayarse si la viscosidad del aceite disminuye, si la sincronización del árbol de levas se desajusta o si el orificio del levantador se agranda. Una varilla de empuje doblada o arqueada causa alta fricción, apertura incompleta de la válvula y un ruido de tictac audible. A veces se instalan guías en el bloque para restringir el movimiento lateral y evitar la flexión, especialmente en aplicaciones de altas rpm o después de un desgaste significativo del bloque.

El término varilla de empuje distingue este mecanismo del diseño de árbol de levas a la cabeza (OHC), donde el árbol de levas se asienta directamente en la culata y acciona los balancines o levantadores de válvulas sin una varilla intermedia. Los motores OHC eliminan la masa y la fricción de la varilla de empuje, lo que permite una mayor aceleración de la válvula, pero añaden costo y complejidad a la parte superior del motor. Los motores con varillas de empuje sacrifican algo de eficiencia de respiración por durabilidad, simplicidad y menor costo de servicio, razón por la cual siguen siendo estándar en muchos vehículos de trabajo y motores industriales donde la fiabilidad importa más que la potencia máxima.