Las válvulas son los mecanismos utilizados en los motores de combustión interna para la realización del ciclo de trabajo, contribuyendo a que las distintas fases se verifiquen en los momentos precisos.
Las funciones desempeñadas por cada una de ellas difieren de unas a otras, motivo por el cual reciben diferente denominación.
Válvula, de aspiración. Solamente se utilizan en los motores de cuatro tiempos, estén constituidas por discos troncocónicos que ajustan perfectamente sobre su asiento practicado generalmente en la culata. Se construyen de acero especial resistente al calor; algunas de ellas poseen pantallas deflectoras con objeto de orientar al aire en dirección tangencial a la camisa y originar un fuerte torbellino dentro del cilindro, facilitando con ello una buena combustión.
Las válvulas de aspiración aprovechan el aire, que pasa tocando el cuerpo, vástago y plato de la válvula, como elemento refrigerante, no siendo necesaria que estas sean refrigeradas por agua.
Desde el punto de vista termodinámico, la válvula debe estar dotada de la mayor sección de paso posible, de manera que los fenómenos de estrangulamiento que se producen durante los periodos de aspiración y escape queden notablemente reducidos, y consiguientemente el área negativa del diagrama de trabajo que como sabemos disminuye enormemente el rendimiento práctico.
En accionamiento de las válvulas solo se produce en la apertura, manteniéndose cerradas mediante resortes helicoidales.
Válvula de escape. La válvula de escape constituye con la de aspiración, los mecanismos precisos para realizar las fases de intercambio entre el exterior y el interior del cilindro.
Así como hemos dicho que las válvulas de aspiración no precisan refrigeración, no sucede lo mismo con las válvulas de escape que están sujetas a las elevadas temperaturas propias de los gases de escape, siendo preciso en los motores de medianas y elevadas potencias una adecuada refrigeración. Para ello las válvulas de escape están provistas de galerías interiores por donde circula el agua de refrigeración que se toma del circuito general del motor.
Cigüeñal. El cigüeñal recibe los impulsos motrices de los émbolos a través de las bielas, transmitiéndolos al eje motor. Además asegura la continuidad de funcionamiento del embolo durante los periodos resistentes.
En la figura 30, se presenta un eje de cigüeñal, y en la figura 31 un eje de camones.
Se comprende que para producir su apertura sea preciso un órgano que empuje el conjunto valvular venciendo la resistencia del muelle. Este órgano, al cual se le confía el accionamiento periódico, está constituido por una excéntrica de perfil adecuado, que gira en un eje secundario con una revolución por cada ciclo completo. EL requiere que cada válvula está dotada de una excéntrica convenientemente dispuesta respecto al sentido de rotación del eje secundario.
Estas excéntricas reciben el nombre de camones y eje de camones el eje secundario en donde se hallan caladas.
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a) Mediante la acción directa del camón sobre la válvula con interposición de un pequeño vástago provisto de un rodillo en su extremidad de contacto con el camón. Este procedimiento es el comúnmente empleado en los motores de pequeñas potencias. En la figura 32, se puede apreciar la disposición de este sistema del que se desprende su funcionamiento.
b) Accionamiento de las válvulas mediante balancines o levas. Este es el procedimiento más utilizado en los motores de elevadas potencias.
El balancín toma el nombre de leva, y el eje en el que van montadas y que sirve de centro de giro y permanece fijo, eje de levas. La leva esta pro vista de un sistema de regulación que permite ajustar el huelgo entre el balancín y la válvula, generalmente este sistema está constituido por un tornillo con su contratuerca de seguridad.
Como se aprecia en la figura 34, al subir la palanca vertical por haber sido accionada por el camón, el extremo libre de la leva comprime el muelle produciendo la apertura de la válvula.
Tanto los rodillos como los camones se construyen de aceros especiales que ofrezcan gran resistencia al desgaste.
Cada camón presenta un perfil de ataque y un perfil de salida, ambos adecuados para los diferentes tipos de válvulas.
En los distintos sistemas de accionamiento de las válvulas, es condición precisa la existencia de un pequeño huelgo entre el rodillo y camón respectivo, de 1o contrario sería imposible su funcionamiento: en primer lugar, porque el rozamiento continuo entre el rodillo y camón impediría el cierre perfecto de las válvulas durante los periodos inactivos, y en segundo lugar, porque las inevitables dilataciones modifican el ajuste efectuado dificultando el cierre de las válvulas en la zona inactiva.
Se comprende la necesidad de la existencia de un huelgo entre el rodillo y la parte inactiva del camón.
Como en la figura 35 se observa, debido a este huelgo inevitable, el Angulo real de la duración del periodo no es el aparente aOb correspondiente a los puntos a y b en los que se inicia y termina los perfiles de ataque y salida del camón de radio r, sino el ángulo AOB comprendido entre los puntos A y B de radio R = r + h.
Por consiguiente los trozos aA y bB no tienen más misión que la de simple unión.
Las funciones desempeñadas por cada una de ellas difieren de unas a otras, motivo por el cual reciben diferente denominación.
Válvula, de aspiración. Solamente se utilizan en los motores de cuatro tiempos, estén constituidas por discos troncocónicos que ajustan perfectamente sobre su asiento practicado generalmente en la culata. Se construyen de acero especial resistente al calor; algunas de ellas poseen pantallas deflectoras con objeto de orientar al aire en dirección tangencial a la camisa y originar un fuerte torbellino dentro del cilindro, facilitando con ello una buena combustión.
Las válvulas de aspiración aprovechan el aire, que pasa tocando el cuerpo, vástago y plato de la válvula, como elemento refrigerante, no siendo necesaria que estas sean refrigeradas por agua.
Desde el punto de vista termodinámico, la válvula debe estar dotada de la mayor sección de paso posible, de manera que los fenómenos de estrangulamiento que se producen durante los periodos de aspiración y escape queden notablemente reducidos, y consiguientemente el área negativa del diagrama de trabajo que como sabemos disminuye enormemente el rendimiento práctico.
En accionamiento de las válvulas solo se produce en la apertura, manteniéndose cerradas mediante resortes helicoidales.
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| Válvula de Admisión Válvula de Escape Figura 29 |
Así como hemos dicho que las válvulas de aspiración no precisan refrigeración, no sucede lo mismo con las válvulas de escape que están sujetas a las elevadas temperaturas propias de los gases de escape, siendo preciso en los motores de medianas y elevadas potencias una adecuada refrigeración. Para ello las válvulas de escape están provistas de galerías interiores por donde circula el agua de refrigeración que se toma del circuito general del motor.
En la figura 29, representamos los dos tipos de válvulas con cuerpos independientes de la culata para su fácil renovación. La válvula de escape descrita, posee conductos y galerías de refrigeración, la entrada del agua se efectúa por E y la salida por un conducto no perceptible en la figura.
Cigüeñal. El cigüeñal recibe los impulsos motrices de los émbolos a través de las bielas, transmitiéndolos al eje motor. Además asegura la continuidad de funcionamiento del embolo durante los periodos resistentes.
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| Figura 30 |
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| Figura 31 |
Sistemas de accionamiento. Para la realización del ciclo de trabajo, hemos visto que las válvulas deben ser gobernadas en su apertura, estando sujetas a la acción del muelle o para producir su cierre, de tal manera que permanezcan cerradas si nada se opone a ello.
Se comprende que para producir su apertura sea preciso un órgano que empuje el conjunto valvular venciendo la resistencia del muelle. Este órgano, al cual se le confía el accionamiento periódico, está constituido por una excéntrica de perfil adecuado, que gira en un eje secundario con una revolución por cada ciclo completo. EL requiere que cada válvula está dotada de una excéntrica convenientemente dispuesta respecto al sentido de rotación del eje secundario.
Estas excéntricas reciben el nombre de camones y eje de camones el eje secundario en donde se hallan caladas.
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| Figura 32 |
| El accionamiento de las válvulas puede efectuarse mediante diversos sistemas: |
b) Accionamiento de las válvulas mediante balancines o levas. Este es el procedimiento más utilizado en los motores de elevadas potencias.
C) Accionamiento de las válvulas mediante balancines y palancas verticales.
Como se observa en la figura 33, la transmisión del movimiento se realiza mediante un balancín, uno de cuyos extremos está provisto de un rodillo que se apoya sobre el camón, produciéndose la apertura de la válvula al bascular el balancín por la acción directa a del camón.
Este sistema es muy empleado en los motores de medianas potencias.
Como se observa en la figura 33, la transmisión del movimiento se realiza mediante un balancín, uno de cuyos extremos está provisto de un rodillo que se apoya sobre el camón, produciéndose la apertura de la válvula al bascular el balancín por la acción directa a del camón.
Este sistema es muy empleado en los motores de medianas potencias.
El balancín toma el nombre de leva, y el eje en el que van montadas y que sirve de centro de giro y permanece fijo, eje de levas. La leva esta pro vista de un sistema de regulación que permite ajustar el huelgo entre el balancín y la válvula, generalmente este sistema está constituido por un tornillo con su contratuerca de seguridad.
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| Figura 33 |
Tanto los rodillos como los camones se construyen de aceros especiales que ofrezcan gran resistencia al desgaste.
Cada camón presenta un perfil de ataque y un perfil de salida, ambos adecuados para los diferentes tipos de válvulas.
En los distintos sistemas de accionamiento de las válvulas, es condición precisa la existencia de un pequeño huelgo entre el rodillo y camón respectivo, de 1o contrario sería imposible su funcionamiento: en primer lugar, porque el rozamiento continuo entre el rodillo y camón impediría el cierre perfecto de las válvulas durante los periodos inactivos, y en segundo lugar, porque las inevitables dilataciones modifican el ajuste efectuado dificultando el cierre de las válvulas en la zona inactiva.
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| Figura 34 |
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| Figura 35 |
Por consiguiente los trozos aA y bB no tienen más misión que la de simple unión.
Video: El ciclo diesel.
