OBJETIVO GENERALDar a conocer la funcin que cumple las vlvulas en un motor de combustin interna.

OBJETIVOS ESPECFICOSEscoger un material adecuado para cada tipo de vlvula (admisin y escape), que resista las condiciones a las que est expuesta. Describir el ciclo de cuatro tiempos de un motor de combustin interna. Saber porque se dan los avances y retrocesos de apertura y cierre en las vlvulas.

VALVULAS DEL MOTOR DE COMBUSTIN INTERNA

Las vlvulas son elementos del sistema de distribucin (sistema encargado de manejar la entrada y salida de gases dentro del cilindro) de un motor de combustin interna, tienen la funcin de permitir el ingreso de la mezcla aire-combustible a la cmara de combustin y la salida de los gases de esta que se producen despus de la explosin por eso deben de estar en sincronizacin con el movimiento de subida y bajada de los pistones.Por su funcin las vlvulas se clasifican en dos:Vlvulas de admisin: Se abre en el momento adecuado para permitir que la mezcla aire-combustible, procedente del carburador, entre a la cmara de combustin del motor para que se efecte el tiempo de admisin. Vlvula de escape: Su misin es permitir la expulsin al medio ambiente de los gases de escape que se generan dentro del cilindro del motor despus que se quema la mezcla aire-combustible en durante el tiempo de explosin.

Las vlvulas de admisin son ms grandes porque es ms difcil llenar el cilindro que vaciarlo. Las vlvulas de escape, por el contrario, suelen hacerse con menor dimetro de cabeza para darle mayor consistencia, ya que estarn sometidas a las elevadas temperaturas de la salida de los gases.En las vlvulas de escape cuando est abierta no tiene donde disipar la temperatura, el vstago esta hecho de un material y la vlvula de otro material que resiste ms la temperatura.

Se utilizan dos vlvulas por lo menos para cada cilindro (una de admisin y una de escape), aunque actualmente hay muchos motores con 3, 4 y hasta 5 vlvulas por cilindro.

configuracin del numero de vlvulas por cilindro.

MATERIAL DE LAS VLVULASLas vlvulas se fabrican de aceros especiales con grandes contenidos de cromo y nquel, que le dan una gran dureza, pues tienen que soportar grandes esfuerzos y resistir el desgaste y las corrosiones debidos a las grandes temperaturas a que estn sometidas.La vlvula de admisin puede llegar a temperaturas de funcionamiento de 400 C y eso que es refrigerada por los gases frescos de admisin.La vlvula de escape esta sometida al paso de los gases de escape por lo que puede alcanzar temperaturas de hasta 800 C. Para soportar estas temperaturas, tiene que estar fabricada con materiales que soporten estas condiciones de trabajo.El calor que soportan las vlvulas es evacuado en mayor parte a travs de los asientos en la culata, el resto es evacuando a travs de las guas de las vlvulas. Para evacuar mas calor las dimensiones de las guas son distintas dependiendo que sea para la vlvula de escape o de admisin. La gua utilizada para la vlvula de escape ser mas larga para evacuar ms calorEn algunos casos, el vstago es hueco y esta relleno de sodio, que tiene la propiedad de que con el calor se hace lquido y transmite muy bien el calor, con lo que se consigue que la elevada temperatura de la cabeza de la vlvula se disipe rpidamente a travs del vstago. El sodio tiene un bajo punto de fusin (97 C) y es muy buen conductor del calor. Al calentarse el sodio se funde y pasa a estado lquido, con el movimiento de subir y bajar de la vlvula, el sodio se desplaza dentro de la vlvula transmitiendo el calor de la cabeza hacia el vstago. Se consigue as rebajar en mas de 100 C la temperatura de la cabeza de la vlvula.

Vlvula de escape refrigerada por sodioCICLO DE UN MOTOR DE COMBUSTIN INTERNA

1-Primer tiempo o admisin:En esta fase el descenso del pistn aspira la mezcla aire combustible en losmotores de encendido provocado (motores Otto)o el aire enmotores de encendido por compresin(motores diesel). Lavlvulade escape permanece cerrada, mientras que la de admisin est abierta. En el primer tiempo el cigeal gira 180 y el rbol de levas da 90 y la vlvula de admisin se encuentra abierta y su carrera es descendente. 2-Segundo tiempo o compresin:Al llegar al final de la carrera inferior, la vlvula de admisin se cierra, comprimindose el gas contenido en la cmara por el ascenso del pistn. En el 2 tiempo el cigeal da 360 y el rbol de levas da 180, y adems ambas vlvulas se encuentran cerradas y su carrera es ascendente. 3-Tercer tiempo o explosin/expansin:al llegar al final de la carrera superior el gas ha alcanzado la presin mxima. En los motores de encendido provocado o deciclo Ottosalta la chispa en labuja, provocando la inflamacin de la mezcla, mientras que en los motores diesel, se inyecta a travs delinyectorel combustible muy pulverizado, que se autoinflama por la presin y temperatura existentes en el interior del cilindro. En ambos casos, una vez iniciada la combustin, esta progresa rpidamente incrementando la temperatura y la presin en el interior delcilindroy expandiendo los gases que empujan el pistn. Esta es la nica fase en la que se obtienetrabajo. En este tiempo el cigeal gira 180 mientras que el rbol de levas gira 90 respectivamente, ambas vlvulas se encuentran cerradas y su carrera es descendente. 4 -Cuarto tiempo o escape:en esta fase el pistn empuja, en su movimiento ascendente, los gases de la combustin que salen a travs de lavlvulade escape que permanece abierta. Al llegar al punto mximo de carrera superior, se cierra la vlvula de escape y se abre la de admisin, reinicindose el ciclo. En este tiempo el cigeal gira 180 y el rbol de levas gira 90.

AVANCES Y RETRASOS DE VLVULAS (Ciclo real)Se denominaavances y retrasos de vlvulasa los cambios en los momentos en que abren y cierran lasvlvulasen losmotores de combustin internadecuatro tiempos, con relacin al momento terico para hacerlo. El momento terico para abrir y cerrar las vlvulas es en elPMSy en elPMI(las vlvulas de admisin abren en el PMS y cierran en el PMI, mientras que las vlvulas de escape lo hacen a la inversa; verCiclo Otto), pero al adelantar las aperturas y retrasar los cierres, se consigue aumentar en forma significativa el rendimiento y las prestaciones del motor, al mejorar la velocidad con la que se vaca el cilindro de los gases de la combustin, y aumentar la cantidad de mezcla aire/combustible que ingresa al cilindro.Avances y retrocesosEstos cambios son calculados por los ingenieros al disear el motor, y estn relacionados con la posicin de las levas en elrbol de levas. Para cambiar los avances y retrocesos de las vlvulas, por ejemplo para aumentar la potencia en un motor destinado a competiciones, es necesario reemplazar el rbol de levas completo. Tanto el avance como el retroceso se mide en los grados que gira el cigeal antes o despus de que el pistn alcance el PMS (punto muerto superior) o el PMI (punto muerto inferior). Los avances y retrocesos son cuatro, a saber:Avance de la Apertura de Admisin (AAA) Si analizamos el funcionamiento de unmotor de cuatro tiempos, vemos que el mejor momento para abrir la vlvula de admisin es cuando el pistn se encuentra en el punto ms alto de su recorrido (llamadopunto muerto superior). Sin embargo, debido a que la mezcla aire/combustible se encuentra en movimiento, al abrir la vlvula de admisinantesque el pistn llegue al PMS, permite que esta ingrese por ms tiempo al cilindro, consiguiendo un mejor llenado.Retraso del Cierre de Admisin (RCA) Por la misma razn, debido a la inercia que mantiene la mezcla aire/combustible, si mantenemos la vlvula de admisin abierta un tiempo despus que el pistn alcanz el PMI, incluso cuando este est ya subiendo, permitimos que contine entrando la mezcla, lo que permite un llenado aun mayor del cilindro, con el consiguiente aumento del rendimiento del motor. Otro motivo es el aumento de rendimiento o de aprovechamiento del trabajo que puede producir el motor al conseguir una carrera de expansin ms larga que la de admisin, sin embargo construir un motor que consiga esto mecnicamente requiere muchsima complejidad y adems de ello las perdidas mecnicas seran incluso mayores al aprovechamiento, por no hablar de que la carrera de compresin tambin sera ms larga, as que no sera rentable. Al retrasar el cierre de la admisin la carrera de compresin es ms corta que la de expansin, consiguiendo este mayor aprovechamiento.Avance de la Apertura de Escape (AAE) Suele ser de unos 40-45 antes del PMI, lo que permite vaciar el cilindro ms rpidamente. Tericamente, con esto se pierde potencia al estar los gases de la combustin haciendo presin sobre el pistn durante menos tiempo, pero esta prdida es muy baja y se compensa con creces al aumentar la velocidad de vaciado del cilindro.Retraso del Cierre de Escape (RCE)Al igual que en los casos anteriores, debido a la inercia que mantienen los gases de escape, stos continan saliendo por su vlvula, incluso cuando el pistn pas el PMS e inici la carrera descendente. La apertura de la vlvula de admisin se efecta momentos antes del cierre del escape, para optimizar, nuevamente debido a la inercia que presentan los gases frescos y quemados, el intercambio de los mismos dentro del cilindro.

El carcter compresible de la mezcla aire/combustible, unido a los fenmenos de inercia que se producen, permiten ampliar el espacio de apertura de las vlvulas, optimizando el proceso de vaciado y llenado del cilindro (lo que suele llamarsela respiracin del motor), hacindolo ms eficiente. Los gases producto de la combustin han alcanzado una alta velocidad al ser barridos por el pistn en su carrera ascendente, acercndose al PMS. Los gases de escape continan saliendo por efecto de la inercia, aun cuando el pistn ha pasado el PMS y comienza a descender. Manteniendo abierta la vlvula de escape se logra vaciar completamente el cilindro de estos gases, que continan saliendo por efecto de la inercia ya mencionada, a pesar que el pistn se encuentra descendiendo, ya en la fase de admisin.Previo a lo expuesto anteriormente, adelantando la apertura de la admisin antes que el pistn llegue al PMS, permite que los gases de escape, que estn ya saliendo a gran velocidad, arrastren tras de s a los gases frescos, presentes en la lumbrera de admisin. As se consigue un llenado del cilindro ms rpido y completo. Cuantos mayores sean los ngulos AAA y RCE mayor ser el intercambio. Por esta razn, para poder elevar las RPM del motor (al margen de otros cambios que pueden o deben hacerse en el motor), hay que acelerar el vaciado y llenado del cilindro. Esto se consigue, entre otras cosas, aumentando el cruce de vlvulas. En cambio, a bajas RPM parte de los gases frescos escaparn por la vlvula de escape antes que esta se cierre, con lo que la fuerza de la explosin es menor, y en consecuencia, disminuyen el par motor y la potencia.CONCLUSIONESLas vlvulas son elementos que abren y cierran los conductos de admisin y escape sincronizados con el movimiento de subida y bajada de los pistones. A su vez mantiene estanca o cerrada la cmara de combustin cuando se produce la carrera de compresin y combustin del motor.

BIBLIOGRAF YLINKGRAFAhttp://www.aficionadosalamecanica.net/motor-distribucion.htmhttp://es.slideshare.net/DIXON57/valvulas-8757524