Las válvulas son elementos fundamentales, para el correcto funcionamiento de un motor a combustión interna, a continuación vas a poder conocer como es el trabajo que ejercen estas válvulas, que son válvulas, sus características y mucha más información que te servirá de ayuda.
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Qué son las válvulas de admisión y escape
Son elementos, que como su nombre lo dice son válvulas que abren y cierran los conductos de admisión y escape, para controlar el paso de un líquido o gas, cumpliendo de esta forma una función muy importante en el trabajo del motor, ya que están cerrando herméticamente la cámara de combustión.
Las válvulas son componentes sometidos a grandes esfuerzos térmicos y mecánicos, adicionalmente estas expuestas a la corrosión; son las responsables de que entre el aire para la mezcla de oxígeno y combustible y de que salgan los gases innecesarios que quedan después de la combustión.
Cómo funcionan las válvulas de admisión y escape
Funcionan por medio del giro que ejerce el árbol de levas. Es un mecanismo formado por un eje y por levas orientadas de diferente manera las cuales mueven el balancín que controla la apertura y cierre de las válvulas ejerciendo un esfuerzo mecánico.
El esfuerzo mecánico comienza debido al doblamiento del platillo de la válvula; a causa de la presión de encendido y por el fuerte impacto que éste recibe al cerrarse. Es decir el espesor y la conformación del platillo de la válvula, y la selección adecuada del material reducen estos esfuerzos a un nivel aceptable. La temperatura de la válvula de escape aumenta todavía más durante la exhalación de los gases de escape calientes. El enfriamiento de las válvulas se efectúa de acuerdo a la disipación de calor; a través del inserto para asiento de válvula en la culata del cilindro. Una parte menor del calor se disipa a través de la guía de válvula hacia la culata. Las válvulas de admisión alcanzan temperaturas entre 300°C a 550°C aproximadamente, mientras que las temperaturas de las válvulas de escape pueden sobrepasar los 700°C.
Para que sirven las válvulas de admisión y escape
El funcionamiento de las válvulas es constante, hay dos válvulas por cada cilindro, una de admisión y otra de escape. Mientras el pistón hace su trabajo de bajar y subir, la válvula de admisión deja entrar el oxígeno al cilindro; en el siguiente tiempo la válvula de escape se abre para dejar salir los gases. En medio de las válvulas se encuentra la bujía que se encarga de dar la chispa para explosionar el combustible.
Partes y componentes de las válvulas de las válvulas de admisión y escape
Las válvulas están fabricadas con aleación de aceros especiales para que puedan resistir las altas temperaturas. Tienen forma de clavos, la parte larga es conocida como vástago y la cabeza como plato o cabeza de válvula.
Cabeza
Es la encargada de realizar el cierre, en el momento que se produce la combustión. Existen varios tipos de cabeza: las planas, las cóncava y las convexa.
Asiento
Los asientos de las válvulas cumplen la función de hacer un cierre herméticamente en el cilindro; en conjunto con las válvulas, estos están ubicados en la cámara de combustión y su forma es cónica.
Vástago
El vástago es el cuerpo de la válvula, es el elemento alargado que se une a la cabeza en uno de sus extremos.
Muelle
Los muelles tienen la función de cerrar las válvulas, y mantener la hermeticidad dentro del cilindro; estos resortes deben ser lo suficientemente tensos para cerrar la válvula aun cuando el motor está a muchas revoluciones, pero al mismo tiempo tiene que ser su tensión lo más baja posible para no crear esfuerzos excesivos en la apertura de las válvulas.
Chaveta
Las chavetas de válvula tienen la tarea de unir el platillo de resorte con la válvula; de manera que el resorte mantenga siempre la válvula en la posición debida.
Guías
Las guías de válvula son unos casquillos cilíndricos; que se insertan en la culata, de tal forma que la prolongación de su eje pase por el centro del asiento de la válvula
Características y material de las válvulas de admisión y escape
Vamos a conocer algunas de las características más fundamentales y el material del cual están hechas las válvulas, que deberías saber:
Válvulas de admisión
- La válvula de admisión cumple la función de conectar al múltiple de admisión con el cilindro, dependiendo del tiempo de distribución, están generalmente están hechas de un solo metal acero con aleación de cromo y silicio que permite una buena resistencia al calor y al trabajo.
- La refrigeración de esta válvula, se da más que todo cuando hace contacto con la mezcla aire combustible; la cual disipa la mayor parte de la temperatura cuando hace contacto con el vástago.
- El material con que se construyen las válvulas y los asientos son de fierro cementado. Durante el trabajo del motor la temperatura de la válvula puede oscilar entre los 200°C y los 400°C.s
Válvulas de escape
- Esta válvula, por su singular función; debe ser construida de diferentes materiales, su platillo y vástago. Generalmente se construye de acero con aleación de cromo, manganeso que tiene la gran cualidad de resistir a la oxidación y a las altas temperaturas.
- Generalmente los vástagos de esta válvula están hechos de cromo-silicio.
- Para la conductividad térmica se hacen platillos y vástagos huecos, que se los rellena de sodio; el cual tiene la función de trasladar el calor rápido a la zona de refrigeración, logrando reducir la temperatura en el platillo hasta 100º C.
- Durante el trabajo del motor, esta puede alcanzar entre 600°C y 800°C. Ya que están sujetas a grandes cargas de compresión en un ambiente de gases. A 7.000 RPM de motor las válvulas golpean el asiento 3.500 veces por minuto.
Diferencias y medidas de las válvulas de admisión y escape
válvula de admisión
- La válvula de admisión es de mayor diámetro para favorecer la fácil entrada de los elementos para la combustión (Por lo general 15%).
- La válvula de admisión deja entrar la mezcla de aire y combustible; para el caso de motores con carburador o el aire, solo en escaso de motores a inyección.
válvula de escape
- Debe tener una estructura más resistente en comparación con la válvula de admisión, ya que está sometida a muchas más altas temperaturas.
- Esta cuenta con un diámetro más pequeño para que los gases salgan forzados por la presión que ejerce el pistón.
Tipos de válvula del motor
Serían tres de las válvulas más comunes en el mercado:
Válvula monometálica
Las válvulas monometálicas están hechas de un sólo material. Éste se selecciona de modo que sea idóneo para cumplir ambas especificaciones de requisitos: resistencia a altas temperaturas y buenas propiedades de deslizamiento.
Válvula bimetálica
En una válvula bimetálica, pueden combinarse un material sumamente resistente al calor (cabeza de la pieza) con otro material; para vástagos que puede endurecerse por temple (extremo del vástago) y que posea adicionalmente buenas propiedades deslizantes para guiar la válvula. La fusión de los materiales se efectúa mediante soldadura por fricción.
Válvulas huecas
Las válvulas huecas se emplean sobre todo para reducir la temperatura; en una zona particularmente vulnerable, como es el sector de la moldura hueca, y por ello están llenas de sodio. El efecto secundario positivo que se aspira alcanzar es la reducción del peso. Las válvulas de admisión huecas y vacías se emplean sólo con el objetivo de reducir las masas. Para lograr un descenso de temperatura en las válvulas, el 60 % aprox.