Entendiendo el tren de válvulas de un automóvil

Un tren de válvulas o tren de válvulas es una parte de un motor de combustión interna que controla el funcionamiento de las válvulas de admisión y escape. Hay una válvula de admisión que permite que la mezcla aire-combustible entre en la combustión. La válvula de escape permite que los gases de escape salgan de la cámara de combustión una vez finalizado el proceso.

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Hoy veremos la definición, el diseño, las funciones, el funcionamiento y los componentes de un tren de válvulas en un motor de combustión interna.

Definición de tren de válvulas

Un tren de válvulas es un componente que está diseñado para abrir y cerrar las válvulas de admisión y escape para que la mezcla de aire y combustible pueda entrar y salir de la cámara de combustión en forma de gases.

Hoy en día, los motores están diseñados con conjuntos de levas en cabeza que se conocen como árbol de levas en cabeza. Se encuentra cerca de la parte superior del motor.

A diferencia de los que ubican el árbol de levas en la parte inferior del motor y usan varillas de empuje para mover los conjuntos de válvulas. Este diseño de tren de válvulas se llama Cam-in-block.

Algunos diseños de trenes de válvulas no usan árbol de levas. Utiliza tecnologías como solenoides para controlar válvulas individuales. se conoce como Camless.

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Funciones del tren de válvulas y principio de funcionamiento

Las funciones principales del tren de válvulas son controlar la apertura y el cierre de las válvulas. el tren de válvulas también controla el flujo de aire y combustible que ingresa a la cámara de combustión y sale como gases de escape.

En el funcionamiento de un tren de válvulas, el árbol de levas juega un papel muy importante ya que su movimiento de rotación ayuda a la apertura y cierre de las válvulas utilizando los lóbulos de las levas. Aunque hay varias partes que ayudan al tren de válvulas a funcionar.

En la mayoría de los motores diésel de servicio pesado se utilizan cuatro válvulas, es decir, hay cuatro válvulas en cada cilindro. Dos válvulas para la admisión de aire/combustible y dos para los gases de escape. Las válvulas de admisión tienen un diámetro mayor que las válvulas de escape, lo que permite que fluya mucho aire al cilindro.

Las válvulas de escape están diseñadas para soportar temperaturas más altas de los gases de escape calientes que las válvulas de admisión. Esto se debe a que el aire fresco que fluye a través de las válvulas de admisión lo mantiene a una temperatura más baja.

Para mantener las válvulas intactas, es decir, para que no se quemen, la válvula de admisión y escape transfiere calor a la culata de cilindros, de lo contrario, se queman.

Hay un inyector en el medio de la válvula que se empuja hacia abajo para inyectar combustible en el cilindro. Bueno, el tiempo de apertura y cierre de la válvula es increíblemente preciso, lo que hace que funcione de manera eficiente.

En los motores más nuevos, se utilizan señales eléctricas para mover el inyector, en lugar del tren de válvulas mecánicas. Este proceso es aún más preciso.

El siguiente video explica el funcionamiento de una válvula tr ain:

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Componentes de un tren de válvulas

A continuación se muestran los diferentes componentes que ayudan al funcionamiento de un tren de válvulas:

Árbol de levas:

La función del árbol de levas es controlar la sincronización y elevar el perfil de la apertura de la válvula. Esto se logra con el lóbulo de la leva en el eje giratorio.

Un árbol de levas es impulsado por el cigüeñal y gira a la mitad de la velocidad del cigüeñal en el caso de un motor de cuatro tiempos.

El cigüeñal transfiere el movimiento al árbol de levas mediante una cadena de distribución de metal o, en su mayoría, una correa de distribución de caucho. También se puede utilizar un conjunto de engranajes.

Varilla de empuje:

Una varilla de empuje es una varilla de metal larga y delgada que se usa en los motores de válvulas en cabeza. También se usa para transferir el movimiento del árbol de levas en el bloque del motor a las válvulas en la culata.

Hay un elevador en el extremo inferior de una varilla de empuje que entra en contacto con el árbol de levas. El lóbulo del árbol de levas mueve el elevador hacia arriba, lo que mueve la varilla de empuje. El extremo superior del elevador empuja aún más el balancín, lo que abre la válvula.

Balancín/taqué del cucharón:

El diseño del motor determina las formas en que se accionará la válvula, ya sea mediante un balancín, un dedo o un empujador de cubo. En un motor con árbol de levas en cabeza, se utilizan taqués o dedos, sobre los cuales hacen contacto los lóbulos de leva.

Los balancines se utilizan en motores de válvulas en cabeza, que son accionados por una varilla de empuje y pivotan sobre un eje. También se puede girar sobre pernos esféricos individuales que ayudarán a accionar las válvulas.

Válvulas:

La válvula que se usa en la mayoría de los motores modernos se llama válvula de asiento. Algunas válvulas como la válvula de manguito, las válvulas de corredera y las válvulas rotativas también se consideran a veces.

Generalmente, las válvulas de asiento son abiertas por el lóbulo del árbol de levas o el balancín. Está cerrado por un resorte en espiral llamado resorte de válvula.

A continuación se muestra el diagrama de un tren de válvulas:

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