La sigla DOHC corresponde a la expresión en inglés Double Overhead Camshaft, que en español se traduce como doble árbol de levas en cabeza. Este término hace referencia a una configuración mecánica del sistema de distribución del motor, en la cual se utilizan dos árboles de levas ubicados en la parte superior de la culata, operando directamente sobre las válvulas. Este diseño es común en motores multiválvulas modernos, especialmente aquellos que requieren precisión en la sincronización, alto rendimiento volumétrico y eficiencia térmica, tanto en motores atmosféricos como sobrealimentados.
La arquitectura DOHC ha evolucionado desde sus primeras implementaciones en competición hacia una configuración estándar en motores de alto rendimiento, gracias a su capacidad para mejorar la respiración del motor, optimizar la apertura y cierre de válvulas, y permitir estrategias avanzadas de variación de fase o de alzada de válvulas. En el contexto actual de ingeniería automotriz, representa una solución técnica consolidada que permite cumplir simultáneamente con normas de emisiones, exigencias de potencia específica y eficiencia en el consumo de combustible.
Fundamento técnico y mecánico
Para comprender la función del sistema DOHC es necesario recordar que el ciclo termodinámico de un motor de combustión interna requiere la apertura y cierre de válvulas de admisión y escape con sincronización precisa. Tradicionalmente, en motores con un solo árbol de levas en cabeza (SOHC), este eje debía accionar tanto válvulas de admisión como de escape, lo cual limitaba la flexibilidad en el diseño de los perfiles de leva y el ángulo entre válvulas. En cambio, en un motor DOHC, se dispone de un árbol de levas dedicado exclusivamente a las válvulas de admisión y otro a las de escape, lo que permite un control más independiente y refinado de los tiempos de apertura, duración y cierre.
Este diseño se vuelve particularmente útil en motores con cuatro válvulas por cilindro, donde dos válvulas de admisión y dos de escape requieren espacio, simetría y tiempos de accionamiento distintos. El uso de dos árboles de levas permite posicionar las válvulas de manera más abierta en la cámara de combustión, facilitando el flujo de gases y mejorando la eficiencia volumétrica. Además, se pueden emplear perfiles de leva más agresivos sin comprometer el cruce de válvulas o la estabilidad del ralentí.
En términos mecánicos, los árboles de levas son accionados normalmente por una correa dentada, una cadena o un sistema de engranajes, y están sincronizados con el cigüeñal mediante un sistema de distribución que puede incluir tensores, guías y poleas variables. En motores modernos, estos árboles suelen incluir también sistemas de variador de fase (VVT, Variable Valve Timing), que permiten adelantar o retrasar el momento de apertura de las válvulas según el régimen del motor y la carga, mejorando así la respuesta, la potencia y el consumo de combustible en diferentes condiciones de operación.
Ventajas operativas y aplicaciones
El diseño DOHC se ha impuesto en la mayoría de los motores modernos no solo por sus beneficios en rendimiento, sino también por su capacidad para adaptarse a estrategias de combustión más limpias y eficientes. El mayor control sobre el tiempo de apertura de válvulas permite, por ejemplo, emplear recirculación interna de gases de escape, compresión variable o perfiles de apertura tardía en baja carga, lo cual es crucial para cumplir con las normas de emisiones sin afectar la respuesta del motor.
Desde el punto de vista de la performance, el DOHC favorece el flujo de aire tanto en admisión como en escape, lo que permite alcanzar mayores revoluciones por minuto (RPM) y mejores valores de potencia específica (CV/litro). Por esta razón, es el sistema preferido en motores deportivos, motocicletas de alto régimen y vehículos de competición. Además, en combinación con sistemas de inyección directa, turboalimentación o compresores, permite afinar el comportamiento dinámico del motor sin comprometer la durabilidad ni el consumo.
Es importante mencionar que, aunque el sistema DOHC implica una mayor complejidad mecánica y un costo ligeramente superior en su fabricación, sus beneficios a largo plazo en términos de eficiencia, emisiones y rendimiento justifica su implementación, especialmente en motores de cuatro o más cilindros.
Consideraciones técnicas y mantenimiento
El uso de un sistema DOHC implica una atención particular al sistema de distribución, ya que la sincronización precisa entre los dos árboles de levas y el cigüeñal es esencial para evitar interferencias entre válvulas y pistones, especialmente en motores de diseño interferente. La calibración del tiempo de distribución debe ser exacta y cualquier desviación en los ángulos puede provocar pérdida de rendimiento, detonación temprana o incluso colisiones internas que resulten en daños graves.
El mantenimiento adecuado del sistema de distribución, incluyendo el cambio de la correa o cadena en los intervalos recomendados, es clave para preservar la integridad del sistema DOHC. Además, los tensores hidráulicos o mecánicos, y los sistemas de variador de fase, deben mantenerse en buen estado, ya que cualquier fallo puede afectar directamente la sincronización de las válvulas y provocar fallos de encendido, vibraciones o códigos de error en la ECU.
En cuanto al ajuste de las válvulas, los motores DOHC suelen utilizar taqués hidráulicos que compensan el desgaste de forma automática, aunque en algunos casos se emplean pastillas calibradas (shims) que requieren ajuste manual periódico. Esta operación debe hacerse con herramientas adecuadas y con conocimiento técnico preciso, ya que el margen de tolerancia en la holgura de válvulas es muy estrecho, especialmente en motores de altas prestaciones.
Conclusión
El sistema DOHC es una de las soluciones más eficaces en la ingeniería moderna de motores para alcanzar un equilibrio óptimo entre rendimiento, eficiencia, emisiones y confiabilidad. Su capacidad para controlar de forma precisa y diferenciada las válvulas de admisión y escape, junto con su compatibilidad con estrategias avanzadas de distribución variable, lo convierten en una herramienta esencial en el diseño de motorizaciones contemporáneas.
Para el ingeniero mecánico automotriz, entender a fondo el funcionamiento y las implicancias del sistema DOHC es fundamental. No se trata únicamente de un arreglo de árboles de levas, sino de un sistema integral de respiración del motor, donde la sincronización, la geometría, los perfiles de leva y la electrónica de gestión trabajan en conjunto para definir el carácter del motor. En este contexto, el DOHC es mucho más que un término técnico: es una pieza clave en la evolución de los motores de combustión interna hacia un futuro más limpio, eficiente y potente.
