Componentes Clave del Sistema de Válvulas del Motor: Guías, Asientos, Muelles y Árbol de Levas

Componentes Clave del Sistema de Válvulas del Motor

El juego entre el vástago de la válvula y la guía ha de calcularse para que permita la dilatación del vástago, evitando el excesivo paso de aceite al cilindro. En las guías de admisión, para evitar el paso de aceite, se colocan retenes en la parte superior de la misma.

4.5. Asientos de válvulas

Es el elemento sobre el que se apoya la cabeza de la válvula para hacer el cierre. Se trata de una pieza postiza fabricada en acero al cromo-manganeso o en aleación de metal duro, muy resistente al choque y a las altas temperaturas. El asiento se monta mediante un procedimiento consistente en calentar el alojamiento sobre la culata para dilatarlo y, por otra parte, enfriar el asiento para contraerlo, de tal manera que ambas piezas igualen su temperatura quedando perfectamente ajustadas. Generalmente, el ángulo de asiento es el mismo que el de la válvula y puede ser de 45° o 60°. Se mecanizan, además, dos ángulos correctores: uno de entrada de entre 20° y 30°, y otro de salida de entre 60° a 75°.

4.6. Muelles de válvulas

Proporcionan la fuerza necesaria para garantizar un cierre estanco de la válvula, sin llegar a ser excesivamente fuerte, ya que puede aumentar el desgaste del asiento. Se montan con una tensión previa que se transmite a la válvula mediante los semiconos y los platillos de retención.

Los muelles se fabrican en acero al carbono con alto contenido de silicio, elástico y resistente a la fatiga.

Cuando los muelles trabajan con altas frecuencias de compresión y expansión, se encuentran sometidos a efectos de inercia y vibraciones. Para reducir estos, se emplean muelles asimétricos cuyo paso de espira no es uniforme y dos muelles concéntricos de diferentes características.

5. ÁRBOL DE LEVAS

Es el elemento que gobierna el sistema de distribución y establece los ángulos de apertura y cierre de las válvulas, recibiendo el giro del cigüeñal.

5.1. Constitución

El árbol de levas está compuesto por tantas levas como válvulas tenga el motor, y dispuestas según el movimiento de las válvulas en el diagrama de distribución. A lo largo del árbol se disponen los apoyos en función de los esfuerzos a transmitir.

Se fabrica en hierro fundido o de acero forjado. La fundición se lleva a cabo en coquilla o molde de gran precisión. Con el fin de soportar los esfuerzos de torsión y el desgaste, se templa superficialmente para aumentar su resistencia, ya que si se producen desgastes se modificaría el diagrama de distribución y disminuiría el rendimiento del motor.

Posición sobre el motor

El árbol de levas puede ir montado en el bloque del motor, pero actualmente se monta sobre la culata, sobre la cual gira apoyado sobre cojinetes de fricción, que se dividen en dos mitades unidas mediante tornillos, o bien sobre taladros de apoyo practicados sobre la culata. Cada uno de los apoyos se encuentra lubricado por el circuito a presión de aceite de engrase.

5.2. Geometría de las levas

La posición de las levas sobre el árbol, sus dimensiones y la forma de perfil determinan sus principales características: el momento de apertura de las válvulas, el ángulo en el que permanecen abiertas, la alzada y el modo en que se desarrollan los movimientos.

En una leva existe un tramo denominado círculo base, que corresponde a la válvula cerrada. A partir del punto (1) comienza la apertura de la válvula y permanece hasta el punto (2). En este recorrido angular, la leva desplaza una distancia (b) al taqué.

El punto (1) corresponde al avance de apertura y el punto (2) al retraso del cierre de la válvula respecto a los puntos muertos superior e inferior, determinado por el siguiente diagrama de distribución.

Formas de perfil de la leva

Las formas del perfil de la leva determinan la velocidad de la rampa, la forma en la que se desarrollan los movimientos de las válvulas y los esfuerzos a los que está sometido el sistema.

Podemos clasificar las levas en dos tipos según su perfil:

• Leva oval: La velocidad de rampa es baja, los movimientos de apertura y cierre de las válvulas son lentos y el tiempo que permanecen abiertas es muy corto.