Válvula (motor)

Para outras páxinas con títulos homónimos véxase: Válvula.

Figura 1-Esquema dun cilindro coas válvulas no topo.

A válvula dun motor de combustión interna é un dispositivo que permite ou bloquea a entrada ou a saída de gases dos cilindros do motor.

Constitución e funcionamento

Figura 2-Identificación de compoñentes

A válvula está constituída por unha cabeza en forma de disco -(1) na imaxe da figura 2- fixa a unha hasta cilíndrica (2). A hasta deslízase dentro dunha guía (7) constituída por metal que provoque reducida fricción( por. ex. ferro fundido, bronce).

O cume da hasta está en contacto mecánico cun impulsor (4) que, accionado polo excéntrico(5) da árbore de levas, provoca a súa abertura e a consecuente entrada ou saída dos gases do motor.

Unha mola (3) asegura que a válvula regresa á súa posición cerrada cando deixa de haber presión mecánica para a súa abertura. Nalgúns motores este regreso da válvula á súa posición de repouso sobre o asento, tamén chamado "sede", da válvula (6) é conseguido por comandos pneumáticos e non mecánicos.

Válvulas desmodrómicas

Algúns motores de competición - a mediados dos anos 50 da Mercedes Benz e actualmente os das motos Ducati - teñen un tipo de válvulas en que o movemento de peche tamén é forzado polo excéntrico da árbore de comando de válvulas, non existindo así a mola de retorno. Este sistema é chamado desmodrómico por derivación do grego desmos (controlado, ligado) e dromos (curso, percorrido).Explicación da distribución desmodrómica páx.58

Sistema Valvetronic

Este sistema, desenvolvido pola BMW, proporciona un control electrónico das válvulas do motor, posibilitando determinar electronicamente o seu tempo de abertura e o curso da mesma, tornando posíbel abrir as válvulas en maior ou menor grao, ben como determinar o período de tempo en que deberán permanecer abertas.

Tipo de válvulas

Figura 3-Animación de válvulas en funcionamento

Nun motor de combustión interna existen dous tipos de válvulas:

• as válvulas de admisión (á dereita na figura 3), que controlan a entrada de mestura gasosa no cilindro do motor,
• e as válvulas de escape (á esquerda), que permiten a saída dos gases tras a explosión.

Nalgúns motores a cabeza da válvula de admisión ten unha dimensión superior á de escape para facilitar a entrada de gases no cilindro.

A cabeza das válvulas de admisión atinxe unha temperatura de cerca de 250 °C e a súa hasta cerca de 100 °C, mentres que as válvulas de escape atinxen temperaturas bastante superiores: 750 °C na cabeza da válvula e 400 °C na respectiva hasta. A elevada temperatura das válvulas de escape fai que algunhas delas sexan covas, tendo no interior sodio que, fundido a cerca de 100 °C e desprazado polo movemento alternado da válvula, permite que a calor xerada se disipe rapidamente e a válvula sexa suxeita a un menor desgaste.

Disposición e número de válvulas por cilindro

As válvulas poden ter dúas disposicións fronte aos cilindros:

• laterais, tamén chamadas simplemente SV, acrónimo do inglés Side Valve, ou
• á cabeza, chamadas OHV acrónimo de OverHead Valve.

Hoxe en día máis do 97% dos motores posúen as válvulas á cabeza.

Número de válvulas

Co fin de aumentar a eficiencia dos motores, cada cilindro pode ter máis de dúas válvulas, sendo frecuentes cilindros con catro válvulas, dúas de admisión e dúas de escape.

Os automóbiles son por veces identificados polo número total de válvulas que os seus motores posúen: un motor de catro cilindros con catro válvulas por cilindro denomínase un "motor de dezaseis válvulas" (16 V), e un motor de 6 cilindros con 4 válvulas denomínase un 24V.

Comportamento das válvulas a alta rotación

Cabeza do motor desmontada, mostrando as válvulas

Nun motor a catro tempos cada válvula abre e fecha durante cada dúas voltas da cambota do motor, o que leva a que un motor funcionando a 6.000 rpm necesita que cada válvula abra e feche a un ritmo de cincuenta veces por segundo.

A esta elevada velocidade a propia inercia do resorte pode impedir que feche totalmente e provocar vibracións nas válvulas que impidan o seu peche correcto prexudicando así as prestacións do motor. Para superar esta dificultade, para alén dos comandos hidráulicos ou desmodrómicos xa referidos, utilízanse dous resortes concéntricos que, para alén de protexeren o motor no caso de quebra dun resorte, aseguran un funcionamento máis suave a altas rotacións.

Desgaste das válvulas

Nos motores máis antigos a operación de cambio de válvulas tiña que ser efectuada con regularidade debido ao elevado desgaste provocado polo seu funcionamento. A gasolina con adición de tetraetilchumbo, agora prohibida na UE, reducía este problema pois o chumbo depositábase no asentamento das válvulas.

O uso de aliaxes de aceiro máis resistentes e o revestimento das cabezas das válvulas e da sede de asentamento destas con estelite, conseguiron que a operación de cambio de válvulas fose innecesaria e retirar a utilidade do uso de gasolina con chumbo.