Valvulas del Motor

Estos componentes los encontraremos en la gran mayoría de Motores de combustión interna, y son componentes vitales para el funcionamiento del mismo…

A excepción del motor de 2 tiempos, el Rotatorio de Wankel, la patente de motor con válvulas rotatorias y los motores de combustión continua (turbinas), el resto de los Motores de Combustión Interna ya sean de Diésel o Gasolina, utilizan estos componentes que se encargan de permitir el flujo o bloquear los puertos según como determine el Tren Valvular.

Por cada conjunto de Cilindro-Pistón debemos encontrar al menos 2 válvulas, una que controla el flujo de Admisión y otra para el Flujo de Escape; podremos diferenciar e identificar las válvulas de la siguiente manera:

Por su Localización:

Cada válvula se encuentra en su ducto correspondiente, ya sea de admisión o de escape, por tal motivo, identificando los ductos, tubos o múltiples correspondientes, podremos identificar que válvula es…

Por su Tamaño (Área de Control):

Cada válvula controla el flujo ya sea de admisión o escape, pero el área de control cambia de tamaño para cada tipo de ducto; El ducto de Admisión debe contar con una mayor área de control comparado con el del Escape debido a:

Área de Admisión Grande:

Facilitar el flujo de entrada al Aire e Hidrocarburo al interior del Cilindro para su Mezcla y Combustión.

Área de Escape Pequeño:

Debido a la Ecuación de Transferencia de Temperatura: Q = m * c * dT el Área debe ser lo menor posible para disminuir la Masa de la válvula y el flujo de escape, para controlar la transferencia de temperatura a este componente…

Debido a lo anterior, tendremos como resultado lo siguiente:

2 Válvulas por Cilindro:

En este caso encontraremos 1 válvula de admisión y 1 de escape, donde la válvula de admisión cuenta con área visiblemente mayor al área de la válvula de escape.

3 Válvulas por Cilindro:

Este caso tendremos 2 válvulas de admisión y 1 de escape, donde las 3 válvulas pueden ser visiblemente del mismo tamaño o incluso la válvula de Escape es Mayor que las válvulas de admisión, sin embargo, debemos tomar en cuenta que el resultado de la suma del área de las 2 válvulas de admisión resulta superior al área unitaria de la válvula de escape.

4 Válvulas por Cilindro:

En este ejemplo, contamos con 2 válvulas de Admisión y 2 válvulas de Escape, donde rápidamente identificamos la diferencia de tamaños.

5 Válvulas por Cilindro:

Por ultimo encontramos el conjunto de 3 válvulas de admisión y 2 válvulas de escape que de igual forma al ejemplo de 3 válvulas, todas las válvulas pudieran ser del mismo tamaño o incluso las válvulas de escape de diámetro superior, sin embargo, la suma de las válvulas de admisión supera a la suma de las válvulas de escape manteniendo valida la regla inicial…

Ejemplo:

El Motor de NISSAN con nomenclatura KA24E, cuenta con 3 válvulas por cilindro, las cuales cuentan con las siguientes dimensiones:

Diámetro de Admisión: 34.0 – 34.2 mm (1.339 – 1.346 in)

Diámetro de Escape: 40.0 – 40.2 mm (1.575 – 1.583 in)

para obtener el área de cada válvula:

A = π * r * r

Área de cada Válvula de Admisión: 913.27 mm2

Área de Admisión Total: 1’826.54 mm2

Área de la Válvula de Escape: 1’262.93 mm2

Puedes ver la ficha técnica de este motor para confirmar los valores dando un toque a estas palabras…

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