Válvula de entrada
En esta edición hablaremos de válvulas de admisión y escape, sin embargo, antes de entrar en detalles, pondremos estos elementos en contexto para una mejor comprensión. El motor necesita un medio para distribuir los gases de admisión y escape, para controlarlos y moverlos a través del múltiple hacia el múltiple de admisión, la cámara de combustión y el múltiple de escape. Esto se logra a través de una serie de mecanismos que forman un sistema llamado distribución.
Un motor de combustión interna requiere una mezcla de aire y combustible que, cuando se quema, acciona los mecanismos del motor. En el colector, el aire se filtra y se envía al colector de admisión, donde la mezcla de combustible se mide a través de sistemas como un carburador o inyección.
La mezcla terminada ingresa a la cámara de combustión, donde este gas se quema y, por lo tanto, convierte la energía térmica en energía mecánica. Una vez finalizado el proceso, es necesario que los productos de la combustión salgan de la cámara y permitan que se repita el ciclo. Para desarrollar este proceso, el motor debe controlar la admisión y escape de gas en cada cilindro, esto se logra con las válvulas de admisión y escape, las cuales serán las encargadas de abrir y cerrar los canales en el momento adecuado.
CICLOS DE MOTOR
El funcionamiento de un motor de cuatro tiempos consta de cuatro etapas:
LOG
En este punto, la válvula de admisión se abre para dejar entrar aire exterior, lo que hace que el pistón baje y mueva la biela y el cigüeñal.
COMPRESIÓN
En esta etapa, las válvulas de admisión y escape están cerradas. Cuando el cigüeñal gira, la biela y el pistón se elevan, esto permite que el aire inyectado en la etapa de admisión aumente varias veces su presión, al final de la carrera de compresión se inyecta combustible y aire a alta presión.
ENERGÍA
En la carrera de potencia, el pistón comienza a descender a medida que la bujía enciende la mezcla de aire comprimido/combustible, lo que provoca una explosión dentro de la cámara de combustión.
LIBERAR
Finalmente, en esta etapa, el cigüeñal gira hacia la derecha, moviendo así la biela para que el pistón pueda volver hacia arriba mientras la válvula de escape está abierta y permite que los gases de combustión escapen a través de ella.
¿QUÉ SON LAS VÁLVULAS DE ADMISIÓN Y ESCAPE?
Las válvulas de entrada y salida son elementos cuya función es controlar el flujo de un líquido o gas; las que se utilizan en la admisión y el escape de un motor de cuatro tiempos suelen ser válvulas de asiento.
¿Cuál es el papel de estas válvulas? Las válvulas son piezas de precisión de un motor y realizan cuatro tareas muy importantes en el funcionamiento del motor:
- Secciones de bloqueo del flujo.
- Control de intercambio de gases.
- Cilindros sellados herméticamente.
- Disipación del calor absorbido por la combustión de los gases de escape, transfiriéndolo a los insertos de asiento de válvula y guías de válvula. A temperaturas de hasta 800 ºC, cada válvula se abre y cierra hasta 70 veces por segundo y soporta un promedio de 300 millones de cambios de carga durante la vida útil del motor.
FUNCIONES
VÁLVULAS DE ENTRADA
La válvula de admisión cumple la función de conectar el colector de admisión al cilindro en función del tiempo de distribución. Por regla general, están hechos de un solo metal, acero con impurezas de cromo y silicio, que proporcionan una buena resistencia al calor y al trabajo. Ciertas áreas del metal, como el asiento, el vástago y la cabeza, generalmente se endurecen para reducir el desgaste. El enfriamiento de esta válvula se produce por su contacto con la mezcla aire-combustible, que disipa en gran medida su temperatura, por regla general, al contacto con el vástago, y su temperatura de funcionamiento alcanza los 200-300°C.
VÁLVULAS DE ESCAPE
La válvula de escape está en constante contacto con los gases de escape a muy altas temperaturas, por lo que deben tener un diseño más robusto que las válvulas de admisión.
El calor acumulado en la válvula se libera por su asiento en un 75%, no es de extrañar que alcance una temperatura de 800 ºC. Debido a su función única, esta válvula debe estar hecha de diferentes materiales, su cabeza y vástago generalmente están hechos de acero de aleación de cromo y magnesio, ya que tiene excelentes propiedades de resistencia a la oxidación y resistencia a altas temperaturas. La parte superior del vástago generalmente está hecha de cromo de silicio. Para la conductividad térmica, se fabrican fondos huecos y varillas llenas de sodio, ya que este material tiene la función de transferir calor rápidamente a la zona de enfriamiento, reduciendo la temperatura del fondo a 100ºС.
TIPO DE VÁLVULAS
VÁLVULA MONOMETÁLICA
Fabricado racionalmente por extrusión en caliente o estampación.
VÁLVULAS BIMETÁLICAS
Esto hace posible una combinación perfecta de materiales tanto para el tallo como para la cabeza.
VÁLVULAS HUECAS
Esta tecnología se utiliza, por un lado, para la reducción de peso y, por otro lado, para la refrigeración. Lleno de sodio (punto de fusión 97,5 ºC), puede transferir calor desde la cabeza de la válvula al vástago a través del efecto de agitación del sodio líquido y lograr una reducción de temperatura de 80 º a 150 ºC.
