Válvula de motor: ¿Cuál es su función?
La válvula del motor de combustión interna es una parte importante del tren de válvulas en un motor alternativo de combustión interna.
En este artículo, veremos brevemente la función de la válvula de un motor de combustión interna y qué la estresa.
Tabla de contenido
¿Cómo funciona una válvula de motor?
El árbol de levas controla las válvulas. Si el árbol de levas gira, la leva comienza a correr contra el taqué de la válvula, presionando así el resorte de la válvula y, gracias a esto, la válvula comienza a abrirse. Sin embargo, la válvula está cerrada si la leva no toca el empujador.
La cabeza de la válvula se asienta así sobre el asiento de la válvula, cerrando así la cámara de combustión. Cuando la válvula se abre, su cabeza se extiende nuevamente hacia la cámara de combustión. Existen al menos dos válvulas por cada cilindro de un motor de combustión de pistón, una de admisión y otra de escape.
La mayoría de los motores modernos de hoy en día tienen más válvulas, la mayoría de las veces cuatro válvulas por cilindro, dos de las cuales son de admisión y dos de escape. Algunos motores tienen un número impar de válvulas por cilindro. Uno es el conocido motor 1.8T 20v, que tiene tres válvulas de admisión y dos válvulas de escape.
Construcción de válvulas de motor
Una válvula de motor consta de una cabeza y un vástago. La cabeza de la válvula es la parte más ancha de la válvula, formando un plato. El vástago de la válvula es una parte estrecha que se asemeja a un clavo sin cabeza. La cabeza de las válvulas de admisión suele ser mayor que la de las válvulas de escape, o en el caso de un número impar de válvulas, el número de válvulas de admisión es mayor que el número de válvulas de escape.
La prioridad es asegurar un llenado suficiente del cilindro. Por lo tanto, el tamaño de las válvulas de admisión se maximiza a expensas de las válvulas de escape. La presión de los gases de escape en el cilindro es suficiente en el momento en que se abre la válvula de escape para garantizar el vaciado correcto del cilindro.
El vástago de la válvula debe ser lo más corto posible para que el peso de la válvula no aumente innecesariamente, y también es el lugar a través del cual se elimina el calor de la válvula. El vástago es uno de los dos lugares por donde se asegura la evacuación del calor de la válvula, por lo que su diámetro puede llegar hasta el 30% del diámetro del asiento de la válvula.
Potencia y par del motor: ¿Cuál de estos parámetros es más importante?
El ángulo de bisel de la superficie de apoyo de la válvula del motor de combustión suele ser de 45°. En este ángulo, se logra una buena estanqueidad. Sin embargo, algunos motores tienen válvulas de admisión con un ángulo de bisel de la superficie de apoyo de 30°. Un ángulo de bisel más pequeño de la superficie de apoyo de la válvula mejora el llenado del cilindro y, por lo tanto, el rendimiento del motor.
¿Qué debe soportar una válvula de motor?
La válvula del motor está extremadamente solicitada, mecánica y térmicamente.
- Mecánicamente, la válvula está solicitada por la presión de los gases de combustión en la cámara de combustión, las fuerzas de inercia y la fricción.
- Térmicamente, la válvula está solicitada por la alta temperatura en la cámara de combustión.
La carga térmica es desigual, lo que provoca tensiones térmicas. La carga térmica desigual afecta algunos requisitos impuestos al diseño de las válvulas. Otros requisitos que afectan el diseño de las válvulas resultan del diseño del motor de combustión.
Las temperaturas muy altas tensionan las válvulas del motor y el asiento de la válvula o el vástago de la válvula se utilizan para disipar este calor. Para una mejor transferencia de calor desde la cabeza de la válvula al vástago, la cavidad dentro de la válvula se llena con un material, generalmente sodio, que es líquido a la temperatura de trabajo.
Sin embargo, la cavidad se llena solo parcialmente, lo que garantiza que cuando la válvula se mueve, el espacio interno se lava y, por lo tanto, una mejor transferencia de calor desde la cabeza de la válvula a su vástago.
Para válvulas más grandes, la cabeza de la válvula también puede ser hueca. Las válvulas de escape están sometidas a mucho más estrés térmico que las válvulas de admisión, por lo que están fabricadas con materiales de mayor calidad y más duraderos.