El corazón del motor del automóvil es la válvula, que mantiene el motor funcionando de manera uniforme mediante la entrada controlada de aire fresco y la expulsión de los gases de combustión. Sin este componente, el motor del automóvil no podría generar energía.
Existen dos categorías de válvulas para automóviles. La válvula de admisión del motor permite la entrada de la mezcla de aire y combustible, mientras que la válvula de escape libera los gases de escape. La fabricación de una válvula implica varios procesos, entre ellos: Servicios de mecanizado CNC.
Dado que se trata de una parte sensible del automóvil, es fundamental asegurarse de que se encuentre en las mejores condiciones. Elegir la mejor válvula es solo el primer paso; debe realizar el mantenimiento y reemplazarla cuando sea necesario. Teniendo en cuenta los diversos desafíos que existen para obtener un rendimiento óptimo de la válvula, puede resultar útil seguir los consejos de los expertos.
Esta guía práctica analiza estos y otros aspectos de la válvula del motor del automóvil. Continúe leyendo.
¿Cuáles son los tipos de válvulas del motor de automóvil?
Para alguien que aprecia el rendimiento de un automóvil y está interesado en aprender cómo funciona el motor, comenzar con los tipos y diseños de válvulas del motor es una buena idea. La válvula de admisión y la válvula de escape son cruciales para el flujo controlado de la mezcla de aire y combustible y la expulsión de los gases de escape respectivamente.
Válvula de admisión
La válvula de admisión permite la entrada de una mezcla de aire y combustible en las cámaras de combustión. Durante la carrera de admisión, se forma un vacío en el cilindro a medida que el pistón desciende. Al mismo tiempo, la válvula de admisión se abre y deja entrar la mezcla de aire y combustible desde el colector de admisión. La configuración utiliza el árbol de levas para abrir la válvula de admisión en el momento y la velocidad adecuados.
La válvula de escape
La función de la válvula de escape es facilitar la expulsión de los gases de escape de la cámara. A medida que el pistón impulsa los gases de escape después de la carrera de potencia, la válvula se abre de manera adecuada en sincronía con el árbol de levas.
Partes de una válvula de motor de automóvil
Antes de destacar las diferentes partes y funciones de un motor de automóvil, cabe señalar que existen varios tipos de válvulas para vehículos. Los tipos más destacados son:
- Válvula de asiento
- Válvula de manguito
- válvula rotatoria
- Válvula de caña
El válvula de asiento También se la denomina válvula de hongo por su forma interesante. La cara de la válvula tiene un ángulo de 30 o 45 grados para un ajuste hermético. Estas válvulas funcionan en conjunto con un árbol de levas.
Válvulas de asiento
Para el válvula de manguitoLa forma es tubular. Esta forma permite un funcionamiento más silencioso.
El tipo de válvula rotatoria Tiene un disco giratorio y un puerto. La posición es tal que, a medida que gira el disco, el cierre y la apertura de los lados de admisión y escape se alternan. Con un mínimo de tensión y vibración, este diseño de válvula es ideal para motores de automóviles de alta velocidad.
Finalmente, está el Válvula de caña, que es comparable a una válvula de retención. Las válvulas de láminas para vehículos permiten la entrada de aire fresco mientras bloquean la salida de los gases de escape, y viceversa. Encontrarás este tipo principalmente en motores de dos tiempos.
Estas son las partes principales de una válvula de motor de automóvil:
Componentes de la válvula del motor
Cabeza de la válvula
La cabeza de la válvula es la parte plana de la válvula que parece un disco. Se alinea perfectamente con el asiento de la válvula para formar un sello hermético, una propiedad de diseño importante para el control perfecto del flujo de la mezcla de aire y combustible.
Potencias
El vástago es la parte cilíndrica estrecha de la válvula. Va desde la cabeza de la válvula hasta la otra punta de la misma.
Asiento de válvula
Como su nombre indica, el asiento de la válvula del motor del automóvil es la parte de la válvula que proporciona la superficie de asentamiento durante la etapa de cierre del ciclo de combustión. El material del asiento es termoconductor y resistente al desgaste.
Spring
Esta parte de la válvula del motor del automóvil proporciona la fuerza necesaria para mantener la válvula cerrada durante la compresión y la carrera de potencia. Cierra la válvula después de la apertura del árbol de levas.
Guía de la válvula
Guías de válvulas
Son componentes cilíndricos de las válvulas de los motores que ayudan a alinear la válvula en su recorrido. La guía de la válvula también es fundamental para minimizar el desgaste del vástago.
Levantador de válvula
El elevador de válvulas se apoya sobre el árbol de levas y utiliza el movimiento del lóbulo de la leva para accionar las válvulas. Puede ser un elevador sólido o un elevador hidráulico.
Retenedor de válvula
Esta parte de la válvula del motor del automóvil mantiene principalmente juntos el paso y el resorte de la válvula.
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Cómo funciona la válvula del motor del automóvil
Al conducir un automóvil, ¿se ha preguntado alguna vez sobre la sorprendente interacción de las piezas del motor que hace que el automóvil cobre vida? Como explica esta sección, todo tiene que ver con el funcionamiento perfecto de las válvulas del motor en conjunto con otros componentes del motor.
Diagrama del mecanismo entre cigüeñal, árbol de levas y válvulas.
El árbol de levas controla las partes de la válvula y está sincronizado con el cigüeñalLos lóbulos conectados al árbol de levas empujan las válvulas del vehículo en la secuencia diseñada. La fuerza se transmite a través de intermediarios como elevadores y varillas de empuje. Los lóbulos cierran y abren las válvulas en tándem con el árbol de levas giratorio.
Válvulas del motor
Interacción de la válvula con el árbol de levas
Hay cuatro tiempos del motor: tiempo de admisión, tiempo de compresión, tiempo de potencia y tiempo de escape.
El primer paso es la alimentación de energía al cigüeñal.
En el siguiente paso, el cigüeñal, a través de su movimiento giratorio, mueve el árbol de levas, que controla el movimiento hacia arriba y hacia abajo de la válvula del motor del automóvil.
Durante la carrera de succión, el árbol de levas fuerza la válvula hacia abajo, creando espacio para la mezcla de aire y combustible en la cámara de combustión.
En el siguiente paso, el pistón cambia de dirección y comprime la mezcla de aire y combustible en la cámara de combustión. En este momento, el árbol de levas cierra la válvula del motor. Un mecanismo de resorte garantiza que la válvula permanezca en esta posición cerrada.
Durante la carrera de potencia y a medida que el pistón se mueve hacia abajo, las válvulas de admisión y de escape permanecen cerradas durante algún tiempo para mantener la presión.
La carrera de escape se produce con el pistón moviéndose hacia arriba y la válvula de escape abriéndose para dejar salir los gases de escape.
Representación esquemática de un motor de cuatro tiempos de un automóvil.
¿Qué hacen las válvulas en un motor?
Sin válvulas, el motor no funcionaría y no se produciría ningún viaje. Son los pulmones y el corazón del coche, y por eso:
Delimitan cámara de aire y de combustión
Esta es la función principal de la válvula del motor del automóvil. Un sellado fiable entre el aire y la cámara de combustión es esencial para controlar la entrada de aire y combustible en los motores de cuatro tiempos. La falta de un canal de admisión en este tipo de motor significa que es necesaria una separación eficiente entre la cámara y el aire.
Enfrían el motor
El funcionamiento armonioso de las válvulas de admisión y escape es fundamental para mantener el motor frío. Mientras una válvula expulsa aire caliente, otra deja entrar aire fresco. Un flujo de aire constante garantiza la refrigeración y la seguridad del motor.
Minimizan el ruido del motor
Los dos tipos de válvulas del vehículo se abren y se cierran con suavidad. La sincronización de estas operaciones es precisa, lo que permite un flujo perfecto de aire y combustible. En consecuencia, se evitan las interrupciones de presión. Las válvulas del motor del automóvil amortiguan las ondas sonoras que pueden emanar del proceso de combustión.
Se deshacen del gas
Cuando se enciende, la mezcla de aire y combustible genera potencia que obliga al pistón a moverse. Después de la carrera de potencia, el pistón cambia de dirección y hace que la válvula de escape se abra. Esto, a su vez, provoca la expulsión de los gases de escape. La válvula de escape está diseñada para abrirse en el momento exacto para eliminar todos los gases. Esto prepara la cámara para la entrada de aire fresco para el inicio de otro ciclo.
Protegen el motor contra el reflujo.
El reflujo puede ser perjudicial para el motor del automóvil de varias maneras. Además de reducir la eficiencia del motor, el reflujo puede provocar el sobrecalentamiento de los componentes del motor, lo que podría provocar daños. La mala combustión y el aumento de las emisiones también son posibles repercusiones del reflujo.
Una buena válvula de motor de coche evita este problema formando una barrera fiable contra la libre entrada y reentrada de gases. El árbol de levas también es fundamental para potenciar esta función, ya que garantiza la apertura y el cierre sincronizados de las válvulas de admisión y escape.
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Materiales para fabricar válvulas de motor de automóvil
Estará de acuerdo en que la resistencia de la válvula del motor del automóvil es incomparable. La presión y la temperatura monumentales del motor requieren un componente resistente. La fabricación de válvulas de motor con los siguientes materiales garantiza un rendimiento uniforme durante mucho tiempo:
Aleaciones de titanio
El titanio tiene una alta relación resistencia-peso. Expertos en Prototipado rápido en China Alear este metal fuerte con cobre, molibdeno y otros metales para hacerlo más adecuado para el rendimiento de la válvula.
Acero inoxidable
Las válvulas de acero inoxidable para automóviles están disponibles en diferentes grados. Sin embargo, la preferencia más común es EV8, especialmente para un alto rendimiento. Los fabricantes utilizan este material de distintas maneras. Por ejemplo, algunos lo utilizan solo para la válvula de admisión del motor, mientras que otros lo utilizan para ambos tipos de válvulas.
Acero de alta velocidad
La temperatura de trabajo del acero de alta velocidad puede alcanzar los 600 °C, por lo que este material es único y aplicable en el entorno de los motores de combustión caliente. Las válvulas X45CrSi93 son comunes en el industria del automóvil por su durabilidad y resistencia al calor.
Una válvula de motor de automóvil X45CrSi93
Inconel
Las superaleaciones a base de níquel (Inconel) son muy resistentes a la corrosión y la oxidación. Este material es ideal para válvulas de automóviles que se utilizan en vehículos de alto rendimiento.
Procesos de fabricación populares para válvulas de automóviles
Para que el vehículo funcione de manera confiable, la válvula de un motor de automóvil pasa por una serie de procesos de fabricación antes de estar lista para su uso. A continuación, se describen brevemente los principales procesos.
a. Corte
Comienza cortando una pieza de metal a medida.
La materia prima de acero inoxidable, inconel, titanio u otro material relevante se presenta inicialmente en forma de barras. El maquinista reduce la pieza al diámetro deseado en función del tamaño previsto de la válvula del motor del automóvil. Para este proceso se puede utilizar un torno CNC.
b. Unirse
En ocasiones, el vástago y la cabeza de la válvula deben ser de materiales diferentes. Esto se debe a los requisitos de resistencia a la temperatura específicos de la cabeza y a los requisitos de resistencia a la tracción del vástago. Las dos piezas de metal se unen mediante soldadura por fricción.
c. Perturbador
En esta etapa se genera la forma inicial de la válvula del motor del automóvil, en preparación para el paso de forjado. El objetivo del recalcado es reducir la altura y aumentar el diámetro, por lo que la pieza se comprime utilizando un par de matrices. El componente se suele calentar en esta etapa para hacerlo maleable.
d.Forja
La forja es esencial para las propiedades mecánicas de la válvula.
Este paso implica calentar la pieza de metal a una temperatura específica y luego darle forma mecánica. Si bien este proceso ayuda a lograr la forma deseada de la válvula del motor del automóvil, también mejora las propiedades mecánicas de la pieza. El forjado en matriz cerrada es el método preferido.
e.Tratamiento térmico
El tratamiento térmico de la válvula es un proceso triple que reduce la cristalinidad y la fragilidad del metal.
f. Tratamiento y acabado de superficies
Tomando prestado de esta cobertura sobre Métodos de fabricación de prototipos de metal explicadosLos pasos finales son tan cruciales como las otras etapas.
El tratamiento y acabado de la superficie son los procedimientos de acabado del proceso de fabricación de válvulas de automóviles. El tratamiento de la superficie limpia la superficie de la pieza mientras que el acabado de la superficie refina la forma. Al agregarle dureza cromadoEl acabado de la superficie también ayuda a aumentar la durabilidad de la válvula.
Un motor con piezas cromadas
¿Cómo sé si la válvula de mi auto está defectuosa?
Una válvula de automóvil defectuosa siempre se comunicará. Desde ruidos molestos en el motor hasta fugas, saber cómo identificar las señales de un mal funcionamiento puede ayudar a resolver los problemas de las válvulas del automóvil de manera oportuna. A continuación, se muestra un resumen de los signos más comunes de válvulas de automóvil defectuosas:
1. Fugas
Una válvula con fugas no puede sellar completamente la cámara de combustión. Esto provoca una pérdida de eficiencia del motor debido a la pérdida de compresión. Algunas causas comunes de fugas incluyen un asiento de válvula mal colocado, un resorte de válvula roto, un juego de retenedores desprendido y una correa de distribución defectuosa. Identificar el problema específico y reparar o reemplazar la pieza debería detener la fuga.
2. Quema de válvulas del coche
Este problema se produce cuando la válvula se expone a altas temperaturas durante un tiempo prolongado. La indicación de que se ha quemado es la pérdida de potencia del motor. Dado que la causa más común es que la válvula está mal alineada con el asiento de la válvula, es importante abordar este problema de inmediato.
Válvula y asiento de válvula quemados
3. Válvulas pegajosas del motor del coche
Cuando se acumulan carbonilla y suciedad alrededor de la válvula, pueden interferir en el proceso de apertura y cierre suave. Los fallos de encendido del motor y la mala aceleración suelen ocurrir debido a válvulas atascadas. El uso de combustible de calidad suele ser una solución eficaz para las válvulas atascadas.
Conclusión
Como reiteramos en Tecnología BodaEl corazón del motor de un automóvil es la válvula del motor. Comprender las partes y funciones del motor del automóvil es fundamental para mantener un rendimiento óptimo del motor.
Dado que la válvula del automóvil regula la combustión en el motor, es necesario comprender cómo funciona y brindarle el cuidado y el mantenimiento necesarios. La mejor estrategia consiste en utilizar la válvula del automóvil adecuada desde el principio.
¿Quieres obtener más información e ideas sobre cómo una válvula de automóvil afecta el rendimiento del vehículo? Contáctanos hoy y Pregúntenos sobre las necesidades de su proyecto para garantizar un rendimiento óptimo de la válvula.
Preguntas Frecuentes
¿Qué es la válvula de un coche?
Se trata de un dispositivo mecánico que trabaja en sincronía con el árbol de levas del motor y otros componentes para permitir la entrada de aire fresco o eliminar los gases de escape del cilindro.
¿Cuánto cuesta reemplazar una válvula de automóvil?
En promedio, un reemplazo completo de válvula costará entre $900 y $2,000, mientras que reemplazar una válvula puede costar hasta $200.
¿Cómo se llama la válvula del coche?
A la válvula del automóvil a veces se la llama válvula. Algunos mecánicos también la llaman “válvula de asiento”, que es el nombre de uno de los principales tipos de válvulas de automóvil que se utilizan habitualmente.