Fabricación de Válvulas
Válvula Monometálica
Consiste en calentar el acero a una temperatura determinada para darle forma mediante presión sin partículas de viruta. Así, la pieza original conserva sus cualidades.
Válvula Bimetálica
Se utilizan dos metales: uno con buena propiedad de deslizamiento para el vástago y un área de aleación de acero fino al cromo de alta calidad, muy resistente a altas temperaturas. El vástago y la cabeza se unen mediante una soldadura de fricción.
Válvula Refrigerada con Sodio
En motores de alto rendimiento, se montan válvulas refrigeradas con sodio. Se construyen con el vástago hueco y se rellenan hasta la mitad con sodio. Al calentarse, el sodio se funde y pasa a estado líquido. Con el movimiento alternativo, el sodio se desplaza dentro de las válvulas transmitiendo el calor de la cabeza hacia el vástago. Cuando se desechan estas válvulas, deben tratarse como residuos especiales, ya que el sodio produce una fuerte reacción en contacto con el agua.
Ángulo de Asiento
El ángulo de asiento está formado por las generatrices del cono del asiento. Los ángulos más comunes son 90° y 120°. El ángulo de 90° es el más utilizado, ofrece buena resistencia mecánica y soporta altas temperaturas. Se obtiene un buen cierre y opone mayor resistencia al paso del aire. La válvula de 120° de asiento favorece la entrada de gases, por lo que se utilizan en motores como válvulas de admisión, mientras que en la escape se utiliza un ángulo de asiento de 90°, que es más resistente.
La superficie anular del asiento influye sobre la efectividad del cierre. La presión que ejerce sobre la válvula actúa en proporción inversa a la superficie sobre la que se aplica.
Diámetro de Vástago
Se calcula en función del diámetro de la cabeza de las válvulas.
Muelles de Válvula
Ejercen la fuerza necesaria para mantener cerradas las válvulas. Se montan con una tensión que se transmite a la válvula a través del platillo de retención y semiconos. La fuerza del muelle debe ser suficiente para mantener una presión sin que llegue a ser excesivamente fuerte, ya que aumentaría el desgaste del asiento. Los muelles se fabrican en acero al carbono con alto contenido de silicio. Este acero es muy elástico y resistente a la fatiga. La elasticidad se determina según el tipo de acero y las mediciones del diámetro y el número de espiras. Cuando el muelle trabaja a alta frecuencia con compresión y expansión, pueden aparecer problemas con los efectos de inercia y las vibraciones. Para reducir estos efectos, se utilizan muelles asimétricos.
Árbol de Levas
Gobierna el sistema de distribución y establece los ángulos de apertura y cierre de válvula. Recibe el giro del cigüeñal, transformándolo en movimiento rectilíneo alternativo mediante levas.
Constitución
El árbol de levas está compuesto por tantas levas como válvulas según el diagrama de distribución. Cuando se instala sobre la culata de aluminio, el número de apoyos es igual al de cilindros más 1. Se fabrica en hierro fundido o acero forjado. La fundición se realiza en un molde a gran presión. Debe tener resistencia a la torsión y al desgaste para aumentar la resistencia, ya que el desgaste de válvulas supondría modificar el diagrama de distribución y disminuiría el rendimiento del motor.
Posición Sobre El Motor
El árbol de levas puede ir montado sobre el bloque, aunque se está abandonando, y los motores actuales lo montan sobre la culata. El árbol de levas gira apoyando sobre los cojinetes de fricción. Están lubricados por el circuito de engrase a través de los conductos por los que pasa el aceite a presión. Para facilitar el desmontaje, los cojinetes se dividen en dos mitades: la parte superior o sobre retén se sujeta mediante tornillos.
Dispositivo para Regulación de Juego de Válvulas
Para asegurar un buen cierre de válvulas en cualquier estado de funcionamiento, se dispone de una holgura llamada juego de taqués localizada entre la cola de la válvula y el accionamiento del motor. Este juego debe regularse periódicamente para mantenerlo en los valores establecidos, excepto si se montan taqués hidráulicos, en cuyo caso la regulación es automática.
Efectos de la Dilatación en la Distribución
En algunas piezas de la distribución, especialmente las válvulas, se produce una dilatación cuando el motor alcanza temperaturas de funcionamiento. El juego de válvulas debe estar colocado para absorber esa dilatación; de lo contrario, la válvula no podría cerrar con el motor caliente. Sufre un alargamiento que sufre una barra de un metro de longitud para cada grado. La dilatación es diferente para cada metal.
Consecuencias de Juego de Válvulas Incorrecto
Si el juego de válvulas es menor, el tiempo que la válvula permanece abierta es mayor porque adelanta su apertura y el cierre se hace con retraso. Existe el riesgo de que las válvulas no lleguen a cerrar por dilatación. La válvula de escape no evacua el calor por su asiento y los gases calientes queman la cabeza y el asiento. El rendimiento disminuye por pérdidas de compresión.
Si el juego de válvulas es mayor, el tiempo de válvulas disminuye y la alzada es mejor, lo que provoca estrangulación en los gases y empeora el llenado del cilindro, disminuyendo el rendimiento del motor.
Tipos de Dispositivo para Realizar la Regulación
El más sencillo es el tornillo y tuerca del bloque montado sobre un balancín. Otro sistema, cuando no hay balancines, es el de intercalar una pastilla entre la leva y el taqué. Hay que sumar la pastilla para saber el desgaste del taqué.