Válvulas de admisión y escape

Para que un motor pueda distribuir los gases de admisión y escape necesita un medio por el cual pueda controlarlos y desplazarlos a través del colector al múltiple de admisión, cámara de combustión y múltiple de escape.

Para el desarrollo de este proceso el motor tiene que controlar la entrada y salida de los gases en cada cilindro, esto lo logra a través de válvulas de admisión y escape que serán los responsables de abrir y cerrar los conductos en los momentos deseados.

Las válvulas de admisión y escape son elementos que tienen la función de controlar el paso de un líquido o gas; las que se usan en la admisión y escape de un motor de 4 tiempos generalmente son válvulas de asiento.

¿Qué función cumplen las válvulas de admisión y escape?

Las válvulas son piezas de precisión del motor y cumplen cuatro tareas muy importantes en el funciona miento motriz:

  • Bloqueo de secciones del flujo
  • Control del intercambio de gases
  • Cierre hermético de los cilindros
  • Disipación del calor absorbido de los gases de escape de la combustión, transfiriéndolo hacia los insertos de asiento de válvulas y hacia las guías de válvulas.

A temperaturas de hasta 800° Celsius cada válvula se abre y se cierra hasta 70 veces por segundo y durante la vida útil del motor soporta, como término medio, 300 millones de recambios de la carga.

Características de las válvulas de admisión y escape

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.

Se suele templar el metal de algunas zonas para reducir el desgaste como son el asiento, vástago y cabeza.

La refrigeración de esta válvula es dada en gran parte por su contacto con la mezcla aire combustible que disipa en gran parte su temperatura generalmente en el contacto con el vástago, y su temperatura de trabajo está entre los 200ºC y 300ºC.

Válvulas de escape: La válvula de escape se encuentra en constante contacto con los gases de escape que están a temperaturas muy elevadas, por lo que deben tener una estructura más resistente que las de admisión. El calor acumulado en la válvula se cede a través de su asiento en un 75%, no es de extrañar que alcance temperaturas del orden de los 800 ºC.

Esta válvula por su singular función debe ser construida de diferentes materiales, su platillo y vástago general mente se lo construye de acero con aleación de cromo y manganeso que tiene la gran cualidad de resistir a la oxidación y a las altas temperaturas. En la sección alta del vástago usualmente se las construye 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.

¿Cómo diferenciar las válvulas de admisión y escape?

Tipo de Fluido Manejado: 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. En cambio la válvula de escape deja salir todos los gases de la combustión efectuada.

Tamaño: La válvula de admisión es de mayor diámetro para favorecer la fácil entrada de los elementos para la combustión (Por lo general 15%). En cambio la de escape es de diámetro más chico para que los gases salgan forzados por la presión que ejerce el pistón.

Material: El material con que se construyen las válvulas y los asientos es de hierro cementado. Durante el trabajo del motor la válvula de admisión cambia su temperatura entre los 200° y 400° Celsius.

Partes de las válvulas de admisión y escape

Asientos: Los asientos de las válvulas tienen la función de cerrar herméticamente el cilindro en conjunto con las válvulas, estos están ubicados en la cámara de combustión y su forma es cónica.

Deben acoplarse exactos a la cabeza de la válvula con el asiento a través de un ángulo que generalmente es de 45º.

Cabeza: Es el elemento que se encarga de realizar el cierre en el proceso de combustión, este es hecho de varias formas, estas son plana, convexa y cóncava.

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

Vástago: El vástago es el cuerpo de la válvula, es el elemento alargado que se une a la cabeza en uno de sus extremos.

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.

Muelle: Los muelles tienen la función de cerrar las válvulas y mantener la hermeticidad dentro del cilindro, estos resortes tienen que 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.

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