Varillas empujadoras (varillas)

Las varillas empujadoras son varillas metálicas esbeltas cuya misión es llevar el movimiento del árbol de levas hasta las válvulas en un tipo de motor concreto y de larga tradición. Existen por el lugar donde se sitúa el árbol de levas. En un motor de válvulas en cabeza, las válvulas se alojan en la culata, en la parte alta del motor, pero el árbol de levas que decide cuándo se abren esas válvulas va montado abajo, dentro del bloque, cerca del cigüeñal que lo acciona. Algo debe salvar la considerable distancia entre ambos, y la varilla empujadora es ese puente.

El funcionamiento forma una cadena de componentes que actúan en secuencia. A medida que gira el árbol de levas, cada leva levanta un seguidor, a veces llamado taqué o empujador, que apoya sobre su superficie. El seguidor empuja hacia arriba el extremo inferior de la varilla empujadora. La varilla, que asciende por un conducto practicado en el bloque y la culata, transmite ese empuje a un balancín que pivota en la parte alta del motor. El balancín presiona entonces sobre el vástago de la válvula, abriéndola contra su muelle; cuando la leva se aleja, el muelle cierra la válvula y todo el tren sigue el movimiento de retorno hacia abajo. Esta es la disposición de válvulas en cabeza, u OHV, distinta de los diseños que sitúan el árbol de levas arriba, en la culata.

El atractivo perdurable de la disposición de varillas empujadoras reside en su compacidad y sencillez. Como solo las válvulas y los balancines viven en la culata mientras el único árbol de levas permanece en el bloque, la culata puede ser pequeña y el conjunto del motor notablemente estrecho y corto para su cilindrada. Por eso esta disposición ha dominado el V8 estadounidense, donde un motor de gran cilindrada se aloja con holgura entre las ruedas delanteras. El único árbol de levas bajo, accionado por una cadena corta y robusta o por engranajes, mantiene además el tren de válvulas económico y mecánicamente sencillo frente a las alternativas de varios árboles de levas.

La contrapartida aparece a altas revoluciones. El tren de válvulas de varillas arrastra más masa móvil y más eslabones en su cadena que un diseño con árbol de levas en cabeza, y a alto régimen esa masa tiende a flexar, rebotar y provocar flotación de válvulas, en la que las válvulas dejan de seguir fielmente el perfil de la leva. Los motores con árbol de levas en cabeza, que actúan sobre las válvulas de forma mucho más directa, suelen girar más alto y respirar con mayor libertad, lo que explica que la mayoría de los diseños de alto régimen y de cuatro válvulas por cilindro abandonaran las varillas. Aun así, los ingenieros han mantenido competitiva esta disposición mediante componentes ligeros, taqués hidráulicos y un diseño cuidadoso.

En el conjunto de los trenes de válvulas, las varillas empujadoras se sitúan en un extremo de un espectro que pasa por las configuraciones de un solo árbol de levas en cabeza y de doble árbol de levas en cabeza. Siguen siendo apreciadas allí donde una entrega de potencia amplia y con mucho par, unas dimensiones compactas y un bajo coste importan más que el régimen máximo. Lejos de ser una mera reliquia, el motor de varillas empujadoras pervive en los grandes V8 de prestaciones precisamente porque su mezcla de sencillez, aprovechamiento del espacio y fuerza a bajas vueltas sigue ajustándose muy bien a ciertas aplicaciones.