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VÁLVULA CON VÁSTAGO CÓNICO

Uno de los temas que nos propusimos abordar en esta serie de informes técnicos, debido a la importancia que tiene para el buen desempeño del motor en general y de las válvulas en particular, fue el de la elevada temperatura que se genera normalmente durante la marcha del mismo.

El excesivo calor, que puede llegar a comprometer el funcionamiento de un motor a combustión interna, es la inquietud constante de buena parte de la Industria Automotriz Mundial. Permanentemente se realizan ensayos en pos de lograr una temperatura media para el trabajo ideal de todos los elementos, especialmente en aquellos que están en contacto más directo con las zonas donde se origina mayor temperatura. Las soluciones suelen responder a cambios de diseño, nuevos tratamientos térmicos o utilización de nuevos materiales.

Sabemos que la válvula es el último elemento de la cadena cinemática del sistema de distribución y el único que funciona dentro de la cámara de combustión. La cabeza de la válvula es la más expuesta y está continuamente en el ambiente de dicha cámara, trabajando con las distintas temperaturas que se generan en el interior de la misma.

Además, sabemos que en el momento en que se produce la ignición, la temperatura alcanzada es superior a los 2500º C. Como contrapartida, el límite de temperatura que soporta una válvula de escape (que por su función es la más comprometida), no debe superar los 850º C (Fig. Nº 1). De no ser así los aceros que componen la gama de materias primas para fabricar las válvulas, comienzan a perder sus propiedades y también los tratamientos térmicos no cumplen con su cometido.

En vista de lo expuesto es necesario lograr una buena y rápida extracción del exceso de calor, que de no ocurrir, generará un aumento de la temperatura en la cabeza de la válvula en cada ciclo.

El informe anterior se refirió a los cuidados que se deben tener en cuenta para lograr un buen contacto entre asiento y casquillo. Un buen asentamiento y el giro constante de la válvula, son los mejores colaboradores con los que contamos para descargar el exceso de calor.

Si observamos el diagrama de temperatura sobre el vástago, se puede notar como ésta aumenta en forma gradual en la zona más cercana al cuello (Fig. Nº 1). El calor es transmitido al vástago, en parte por la cabeza y el resto por el pasaje de los gases calientes a través de la válvula de escape. Los gases calientes comprometen especialmente a esta zona que, por estar descubierta, carece de disipación.

 

   

Debido a que las aleaciones de las válvulas poseen mayor coeficiente de dilatación térmica que la de las guías de la tapa de cilindros, la elevada temperatura de la zona descripta aumenta el diámetro en mayor proporción que el de la guía. Lo cual origina en ese sector, un desgaste prematuro con rozamientos severos y engrifado de vástago-guía.

Esta situación fue el motivo de una serie de estudios para evitar el problema. De todas las reformas propuestas, algunos constructores de motores optaron por el cambio de diseño de las partes afectadas

El cambio de diseño utilizado, en estas circunstancias, es la conicidad del vástago. Los vástagos cónicos se emplean frecuentemente en válvulas de escape que son más propensas a presentar desgaste de vástago y engrifamiento en el sector de la guía más cercano al interior de la cámara de combustión.

La conicidad del vástago de la válvula se presenta con el diámetro del mismo reducido en esa zona (que es la más caliente) y, tiene como objetivo permitir una mayor dilatación, sin que se alcance a perder el huelgo entre dicho vástago y la guía, que es la causa a partir de la cuál comienza el engrifamiento de ambos.

Nos resta agregar que en los motores más comprometidos, las válvulas de admisión y de escape presentan, generalmente, la misma conicidad de vástago.-

A continuación y a modo de ejemplo, detallamos algunos de los motores que utilizan el sistema de válvulas con vástago cónico:

Código 3B-Motor
1363-EGX RENAULT 11 1600 c.c.
1363-EP RENAULT 11/RENAULT 19 1600 c.c.
1452-E VOLKSWAGEN 1300 c.c.
1453-E VOLKSWAGEN 1500/1600 c.c.
1561-EBS CATERPILLAR 3208/9L-7683
1561-ECB CATERPILLAR 3208/9L-7683
1226- ECB MERCEDES BENZ OM 314/352
1229-EC MERCEDES BENZ OM 346
20026-ACB 30° MERCEDES BENZ 1518 OM 352-A
20226-ACB 45° MERCEDES BENZ 1517 OM 352-A
2026-AC 30° MERCEDES BENZ OM 364/366 30ø
21226-ECB MERCEDES BENZ 1517 OM 352-A
23171-ECBS M.BENZ 300 6cil./600 V12 SE/SEL
23173-ECBS M.BENZ 400/500 E/SE/SEL V8 Mod.90/91
23179-ECBS B.M.W. 316i 1.6 Lts./318i/518i 1.8 Lts.
23301-ECB PEUGEOT 205/305/309/405 1,6/1,9 Lts.
23309-ECBS RENAULT R9/R19 RN ESC.
3125-ECPS G.M. 6.2 Lts.
3240-A RENAULT 18/TRAFFIC - DIESEL
3296-AN MAZDA XA/ZB/ASIA TOPIC 2.7 Lts. DIESEL
3304-A PEUGEOT/CITROEN MOTOR DW8
3308-AC RENAULT R9/R19 RN ADM.
3333-ECP A.M.C./ CHEROKEE 242 4 Lts.
3355-EPN NISSAN ED6/ED33
3434-AN MITSUBISHI MIRAGE 4G15 1468 cc. (91/96)
3453-EB RENAULT LAGUNA/R19/MEGANE 1800/2000 cc.
3545-EB RENAULT F9Q MEGANE/LAGUNA T.DIESEL 1.9
3561-EBS RENAULT EXPRESS/CLIO/R19 F8QD+DT 1.9Lts.
3576-A PEUGEOT 405/406/605 16V.
3577-ECB PEUGEOT 405/406/605 16V.
3598-A RENAULT 1.6 Lts. K4M
3599-EB RENAULT 1.6 Lts. K4M
3626-A RENAULT R19/CLIO F7/F7P 1.8 Lts. 16V.
3627-EB RENAULT R19/CLIO F7/F7P 1.8 Lts. 16V.
363-A RENAULT 11/RENAULT 19 1600 c.c.
363-AC RENAULT 11 1600 c.c.
366-AB RENAULT FUEGO 2.2/RENAULT 21
3681-EC PEUGEOT 205/305/405 XU9J1/XU92C/XU95
3715-EB LAGUNA/MEGANE 8V. F3P/F3R 1.8/2.0Lts.
375-A SAAB SCANIA 900/9000 TURBO


Como valor orientativo, la medida de conicidad oscila entre 0.020 y 0.025 mm. dependiendo del tipo de aplicación.

Por último sugerimos que, cuando se instalen piezas nuevas y encontremos juegos en los cuales la conicidad del vástago no supere la medida de diferencia entre los dos extremos, mencionado en el párrafo anterior, debemos considerar que el constructor de ese tipo de motor utiliza válvulas con cambio de diseño y no que el fabricante de la válvula cometió un error al rectificar el vástago.

 

 

 

 

 

 

 

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