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GIRO DE LA VÁLVULA EN EL MOTOR


En nuestro Informe Técnico Nº 2 / 02 titulado recambio de válvulas, desarrollamos el tema de
cómo lograr un buen contacto de cierre, en todo el perímetro de la superficie del asiento de la
válvula y el casquillo de la tapa de cilindros.-

La válvula (de admisión o de escape) es el último y único elemento de la cadena cinemática de distribución que, funciona con su cabeza y parte del vástago dentro de la cámara de combustión. Por lo tanto su trabajo se realiza en contacto directo con la elevada temperatura del ambiente de dicha cámara.-

Los motores de última generación, por diferentes razones como el combustible y tecnologías más avanzadas, aumentaron las relaciones de compresión y el número de RPM. lo que trajo aparejado un aumento considerable de la temperatura.-

Sabemos que aproximadamente el 76 % del calor que recibe la válvula, se acumula en su cabeza.
Obviamente la cabeza de la válvula de escape es la más comprometida por su función, es decir,
acumula mucho más calor que su similar de admisión.

A medida que aumenta el índice de compresión y el régimen de RPM., los golpes de calor se suceden con más frecuencia aumentando la temperatura del ambiente de la cámara de combustión y por consiguiente de la válvula.-

Como contrapartida la mejor disipación del excedente de calor acumulado en la cabeza y parte del vástago de la válvula, se consigue por un sellado eficiente entre asiento y casquillo, en todo su perímetro, durante el tiempo que permanece cerrada dicha válvula. El aumento de régimen de RPM,.limita cada vez más el tiempo de permanencia de contacto entre los asientos, por lo cual debemos aprovechar al máximo la superficie de contacto de los mismos de acuerdo a lo establecido en los manuales originales de los diferentes motores.-

Ahora bien, las tapas de cilindros se fueron reformando a medida de las necesidades. La galería de circulación de los líquidos refrigerantes fue reducida y adaptada, sorteando en algunos casos los tubos de admisión o de escape Fig.1 (detalle a y b), algunos de estos en el mismo lado de la tapa y otros en forma opuesta.-




 

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Por lo cual fue imposible fabricar galerías con los mismos caudales de circulación de líquido refrigerante (detalle c) y el distinto espesor del material de la tapa alrededor del casquillo (detalle
d). Esto confirma que la temperatura no es uniforme en todo el perímetro del casquillo.-

Si la superficie del asiento de la válvula hace contacto siempre en el mismo sitio del casquillo y sabemos que este no mantiene una temperatura uniforme, mencionado en el párrafo anterior; podemos decir que en el área de la cabeza existen zonas con diferentes temperaturas.

 

Al detener el motor se producirá un desigual enfriamiento en la zona de la cabeza, la cual podría generar fisuras térmicas en el margen de la misma.-
Este inconveniente se subsana aprovechando el pequeño giro que le imprimen a la válvula, en cada apertura, las vibraciones del funcionamiento del motor.

Esto causa un cambio constante en la zona de contacto entre la válvula y el casquillo, uniformando la temperatura en dicha zona.-

Además se impide la formación de depósitos de partículas carbonosas de restos de combustión incompleta sobre la superficie de contacto de asiento y casquillo que, con el giro de la válvula se van desmenuzando y expulsando dejando el asiento libre de material abrasivo y evitando un desgaste prematuro.-

Para evitar la reducción o detención del giro de la válvula, debemos analizar todos los elementos de la cadena cinemática de distribución, (incluyendo la válvula) en su geometría y dimensiones originales y que asegure el sellado de la cámara de combustión. De no ser así existen varios factores que en forma individual o sumados algunos de ellos pueden provocar la detención del giro de la válvula y/o acortar su vida útil.-


“El giro de la Válvula en el Motor”

Varios fueron los sistemas de anclaje de válvulas y resortes mediante las chavetas y platillos, con diferentes resultados. Muchos de los cuales ya no se utilizan por razones de costo, duración o dificultades de armado.-

Los sistemas más comunes que se continuaron utilizando son las válvulas con una ranura de perfil rectangular Fig. 2 (detalle a) o una ranura de perfil redondo Fig. 3 (detalle a).-



El diámetro interior de la chaveta es cilíndrico en todo su largo (detalle b y b¹) en Fig.. 2 y 3, salvo en la zona que aparece (en un lugar determinado) una franja que sobresale y tiene el mismo formato que la ranura mecanizada en el extremo del vástago Fig. 2 y 3 (detalle c). El diámetro exterior de la chaveta, presenta un cono aproximado a los 14º (detalle d) y debe ajustarse al orificio cónico del centro del platillo reten de resorte.-



En las Fig. 4 y 5 (detalle a platillo) y (detalle b chavetas) se ven los vástagos y chavetas, armadas con su correspondiente platillo. Las dos piezas se complementan para retener al resorte y la válvula en su lugar y permite a su vez el libre movimiento de apertura y cierre de los mismos.-

La abertura entre los extremos de las dos chavetas Fig. 4 y 5 (detalle c) dan lugar a un correcto asentamiento en sus alojamientos, asegurando un anclaje preciso en el vástago de la válvula (zona interior) y en el platillo (zona exterior).-

En las últimas décadas, se han logrado algunas innovaciones que permiten facilitar el giro de la válvula. Se han fabricado rotadores que se colocan entre el resorte y su apoyo en la tapa de cilindros o bien debajo del platillo del resorte.-
Estos elementos por razones de costo van quedando en desuso.-

En la actualidad la tendencia en aplicaciones vehiculares, es utilizar el sistema de ranuras múltiples en el extremo del vástago. Este sistema consta de tres o cuatro ranuras Fig. 6 (detalle a).-



La válvula se sujeta al platillo con un par de chavetas del mismo formato Fig. 6 (detalle b) y tienen un huelgo vertical y radial especificado. El diámetro exterior de las chavetas, presentan un cono similar al sistema anterior Fig. 6 (detalle c) que realiza su contacto con el orificio cónico del platillo reten de resorte.-

En la Fig. 7 (detalle a) se observa el platillo instalado en el vástago sujeto con las chavetas.
Las chavetas instaladas hacen contacto entre puntas (sin abertura) Fig. 7 (detalle b) para poder mantener el huelgo especificado en planos originales. Esto permite que la válvula gire libremente con la vibración del funcionamiento del motor.-
Con una rotación normal se alcanza una distribución uniforme de temperatura en la cabeza de válvula y disminuye la acumulación de residuos de combustión en el asiento. Aunque en casos muy aislados, una rotación muy rápida provoca marcas circulares profundas, observadas en la punta del extremo de vástago acompañado de un desgaste prematuro del asiento.-

El objeto de este Informe Técnico es colaborar con Ustedes para evitar en lo posible algunos de los Factores Causantes que dificultan el accionar de las válvulas. Estos provocan deterioro en las mismas y acortan su vida útil.-

 

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