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Válvulas y Asientos de Válvulas

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l.

CONSTITUCION
ATENCI0N
Las válvulas están constituidas
Nunca debe u;t,U¡zaJL6e 6elladoJL en por las siguientes partes (fig.
la6 junta6 v¡ctocoJL. 10):

B, VALVULAS
VASTAGO

Los motores de gasolina, igual


que 1 os motores Diesel, están pro­
vistos de válvulas (fig.10) las
RANURA
cuales se encuentran en la culata Fig.10 DE FIJACION
del motor o bien en el bloque de
ci 1 i ndros, en cuyo caso el motor Caoeza
se denomina de válvulas laterales Margen
o en el bloque. Cara
Vástago
En los motores de gasolina de Ranura de fijación
cuatro tiempos, a cada cilindro
le corresponden dos válvulas lla­ La cabeza es la parte superior de
madas de adm¡6¡6n y de e6cape. la válvula. Puede ser plana, con­
Ellas permiten tanto la entrada vexa o cóncava.
de la mezcla de aire y gasolina,
para efectuar la explosión, como El maJLgen es el espesor que pre­
el escape de 1 os gases. senta la válvula entre la cabeza
y la cara, para evitar que por
Los motores de gasolina de dos
efecto del calor se deforme o se
tiempos, en su mayoría, no tienen
queme.
válvulas. Estos motores utilizan
lumbreras de admtsi6n y lumbreras La calla e s ·la par te de l a vál v u -
de escape, situadas en cada ci­ la que se apoya sobre el asiento
lindro o en las camisas de los y sella el paso de los gases.Pre­
mismos. senta un ángulo de 30 ó 45 º .

12
El v1!.t.tago es la parte inferior En casos especiales, para man­
de la válvula que se desplaza en tener las válvulas más frfas,
la gufa. En su extremo están se usa una válvula hueca re-
las �anu�a� de 6ijaei6n de los
seguros.

2 •. CLASIFICACION

Según la función que desempeñan,


las válvulas pueden ser de admi­
si6n o de escape.

a. Válvula de admihi6n. Permite


la entrada de la mezcla com­
bustible al interior del ci­ Fig.11
lindro. Se construye de ace­
ro cromo-níquel y su cabeza llena con sodio (fig.11), que
es de mayor diámetro que la al licuarse transfiere rápi­
de escape. damente el cal or a las guf as
y cámaras del sistema de en­
friamiento.
b. Válvula de eu.ape. Permite la
salida de los gases al exte­
rior. Se construye de materia­
les similares a la anterior,
pero se les aqrega tungsteno.
Las hay también de silicona­
ATENCION
cromo para altas temperaturas.
La válvula �ellena de hodio no
Su constitución es más maciza,
debe golpea�he, pueh hu contenido
pero su cabeza menor que la
u explohivo.
de admisión.

13
3. FUNCIONAMIENTO la resistencia del resorte, para
dejar entrar la mezcla o salir
Al funcionar una válvula, debe los gases de escape.
ayudarse de una serie de elemen­
tos (fig.12a) Al continuar la leva su giro, el
resorte hace retornar la válvula
a su asiento, sellando el paso de
los gases.

En algunos motores el movimiento


de la válvula no es provocado di­
rectamente por el impulsor, pues
las válvulas se encuentran en la
culata, lejos del árbol de levas
(fig.12b).

Fig.l?a

Gufa de la válvula
Resorte
Platillo
Seguro

La válvula descansa en un anillo


circular llamado a6�ento. Al gi­
rar el eje de levas, el saliente
de la leva comienza a levantar el En esto� casos se emplean las va-
�mpu.l6 o.lt ( taqué o buzo), el rillas impulsoras y los balan-
cual transmite su movimiento al e ines para tr ansm itir el movi mien­
vástago de la válvula, venciendo to a las válvulas.

14
El mecanismo que constituye la Las ba��a6 de empuje: Son de
rampa de balancines está formado acero, con los extremos tratados
por: térmicamente. Los extremos son
redondeados o cóncavos para faci­
Los 6opo�te6: Bases metálicas que
litar el juego o huelgo con el
unidas a la culata por medio de
tornillo de reglaje de los balan­
tornillos soportan el conjunto de
cines y en el otro extremo con
la rampa de balancines.
los impulsores.
Los balanc�ne6: Son las palancas
que van montadas sobre un eje y Algunas están perforadas interio�
que empujadas en un extremo por mente para permitir el paso del
las barras de empuje abren, en el aceite de lubricación.
momento adecuado, las válvulas,
empujándolas con el otro extremo Las válvulas de admisión general­
de éstas. mPnte difieren de las de escape,
Hay balancines que van montados en cuanto al espesor de la cabeza
sobre unas r6tulas en unos espá­ y al ángulo de cierre de la cara.
rragos roscados encima de la cu­ El ángulo de 30 º para la válvula
lata. de admisi6n facilita el paso de
la mezcla y su cabeza no es tan
El eje de balanc�ne6: En él van s6lida por estar mejor refrigera­
montados los balancines. Interior­ da; el ángulo de 45 º para la vál­
mente es hueco para facilitar el vula de escape le da mayor robus­
paso del aceite que lubrica los
tez para evitar deformaciones por
balancines.
las altas temperaturas que debe
Los �e6o�te6 6epa�ado�e6: Estos soportar.
mantienen separados constantemen­ El calor y los gases producen de­
te a los balancines unos de otros ficiencias en la cara de las vál­
y compensan los desgastes. vulas. Una correcta verificaci6n
determina la posibilidad de rea­
En los extremos del eje de balan­ condicionarlas mediante el recti­
cines, éstos se sujetan con unos ficado, que se realiza con equi­
retenes formados por unas arande­ pos especiales, tanto para las
las de acero y unos pasadores. válvulas como para los a�ientos.

15
La cantidad de material que se de­
- Carro con cono o mandril
be rebajar en la cara de la vál­ - Piedra esmeril
vula se determina por el espesor - Manillas de desplazamiento
del margen, el que no puede ser
- Control de ángulos
in ferior a O, 8 mm (1/32" ) . El
ángulo al que debe rectificársele
El carro, con cono o mandril, so­
la cara está especificado en los
catálogos o puede comprobarse di­ porta la válvula y le da un movi­
rectamente con un goni6metro. Al­ miento rotativo, menor que la
gunos fabricantes recomiendan una piedra, para realizar el rectifi­
diferencia entre el ángulo de la cado en forma pareja. La piedra
cara de la válvula y el ángulo esmeril, de grano fino y con su
superficie de trabajo conveniente­
del asiento de 1/2 a 1 º, conocido
mente rectificada, gira a altas
como ángulo de interferencia. Si,
revoluciones impulsada por un mo­
por ejemplo, el asiento tiene un
tor eléctrico.
ángulo de 45 º , la válvula será
rectificada a 44 º .
Existen máquinas diseñadas espe­ La manilla de desplazamiento (A)
cialmente para rectificar las vál­ mueve el carro del cono que sopor­
vulas (fig.13), que generalmente ta la válvula, permitiendo el pa­
constan de: so de ésta por toda la superficie
de la piedra. La manilla B
acerca la piedra a la cara de la
válvula, poniendo ambas en contac­
to. La escala graduada en grados
permite ajustar el carro del cono
de acuerdo con el ángulo de recti­
ficado de la válvula.

4. UBICACION
Las válvulas pueden ir instaladas
en el motor de tres formas distin­
tas, según el tipo de culata (fig.
14).

16
=• •
EN'\.:'
•·
IMPULSOR
EN"I" Fig.15

Fig.14 EN'F" tago y el impulsor. La su­


jeción del olatillo en que se
apoya el resorte se hace por­
medias chavetas. Entre el
vástago y el fondo de la copa
5. ROTAVORES VE VALVULAS queda un juego H, algo menor
que el juego entre el impul -
Para evitar desgastes desiguales sor y la copa (J) de modo
en las gufas, los vástagos y las que cuando sube el botador y
superficies de asiento, se ideó empuja la copa C, �sta levan­
un sistema que permite a las vál­ ta el platillo y aprieta el
vulas girar unos grados cada vez resorte, librc.ndo la válvula
que se abran, impidiendo la for­ de su apriete; cuando el fon­
mación de suciedades carbonosas. do de la copa ha recorrido la
Los dispositivos que permiten és­ holgura H, la válvula comien­
to se denominan �otadoJc.e¿ de v�l­ za a abrirse. Descargada la
vula¿, Existen dos sistemas: presión de su resorte, queda
en libertad para qirar, cosa
a. RotadoJc. Li.bJc.e: (fig.15), in­ que hace a causa de las vi­
tercala una copa de acero m�y braciones propias del funcio­
duro entre el extremo del vás- namiento normal del motor.

17
ó. RotQdo� 6o�zQdo: (fig.16). tra el collar. haciéndolo por
obliga positivamente a que la 3 a través de las bolas.
válvula gire un poco cada vez
que se abre (2). Entre el En el detal 1 e 4 se ve cómo és­
platillo P y sus chavetas, se tas al recibir la presión de
interpone el collar C, dentro la arandela, resbalan por el
del cual hay unas bolsas co­ fondo inclinado del collar C
locadas entre unas rampas y y lo obligan a girar, según
la arandela flexible de acero la flecha. El giro del collar
A, como se ve en el detalle arrastra a la chaveta y a la
3, vista del interior del co­ válvula. Cuando ésta queda
llar. mostrándose en corte en libre del balancín y se cie­
el detalle 4. rra, las bolas vuelven a que­
Vdlvula ABIERTA dar libres de la arandela y
sus pequeños resortes las
vuelven a la primitiva posi­
p ción� hasta la apertura si­
guiente.

C, ASIENTOS DE VALVULAS

Como decíamos atrás. el Qb�ento


ROTADOR FORZADO
es el que recibe 1 a cara de 1 a
Fig.16 válvula. Puede estar en el blo­
que o en la culata. Como los
Con la válvula cerrada 1a asientos de las válvulas de esca­
fuerza del resorte R se pe están sometidos a un calor in­
transmite por la arandela al tenso, es necesario rectificar y
collar de 1 a 2. Cuando ba­ reajustar los asientos cada cier­
ja el balancín B y empuja el to tiempo. Las rectificaciones
vástago de la válvula, la ma­ pueden reducirse al mfnimo media�
yor fuerza del resorte R opri­ te el empleo de una aleación de
mido, aplasta la arandela A, hierro fundido, níquel y cromo en
que deja de apoyarse en 2 co� las piezas fundidas de los cilin-

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dros, o usando inserciones para temperatura de las culatas,queman­
asientos de válvulas. do asf la válvula y su asiento.
Cuando el combustible no tiene
plomo los asientos se oxidan por
Estas inserciones son anillos de los gases calientes del escape,
una aleaci6n especial, ajustados que entonces raspan la cara y el
en su lugar en el bloque de ci­ asiento de las válvulas.
lindros o en la culata de cilin­
dros.
Como resultado, ocurre una trans­
ferencia de metal del asiento a
Las inserciones pueden usarse tan­
la válvula.
to en las válvulas de admisi6n co­
mo en las de escape, pero se uti­
lizan con mayor frecuencia en es­ Cualquier aumento en el juego de
tas últimas. válvula aumentará el desgaste del
asiento. Para contrarrestar esta
dificultad, ha aumentado el uso
Los asientos de las válvulas en de asientos de válvulas de alea­
forma de anillos de acero indepen­ ci6n, asf como la utilizaci6n de
dientes de la culata, se insertan mejores materiales para válvulas.
a presi6n mediante el proceso de
contracci6n por enfriamiento y di­
Otro método consiste en alumfnizar
lataci6n por aplicaci6n de calor.
la cara de las válvulas o cromar
los asientos. El cromado se usa
En el pasado, el plomo tetraetf­ también en los vástagos de válvu-
lico en el combustible lubricaba 1 as.
los vástagos de las válvulas, y
como resultado éstas se atascaban
poco. Sin embargo, para reducir Se usan piedras abrasivas y fresas
los gases nocivos que salen por para rectificar asientos. Son de
el escape se han introducido en formas especiales y de diámetros y
el mercado combustibles exentos ángulos diferentes (fig.17). Los
de plomo, los cuales aumentan la equipos para rectificar asientos

19
con piedras están constituidos El vibro centric, similar al tala­
por: dro eléctrico, impulsa el mandril
Rectificador en que se instala la piedra, ya
sea para rectificarla o cuando se
Vibro centric
va a rectificar el asiento. El
Mandril mandril se desplaza sobre la guía
Guías o vástago colocado en el orificio
guía de la válvula, para realizar
el rectificado del asiento en for­
ma concéntrica.
Las fresas se montan en un barro­
te con guías, de acuerdo con el
diámetro der cuerpo de la válvula.
Se aplican sobre la superficie del
asiento haciéndolas girar lenta­
mente para lograr un desbaste pa­

..,....,,,
:
\ t �· rejo.
.. _ ; ·
�,....,...,�
¡ ;-
Fiq.17
El rectificador tiene un diamante
y una escala graduada para recti­
ficar las piedras al ángulo corres­
pondiente (fig.18).

Fig.18

20
2. DIAGNOSTICO DE FALLAS

OBJETIVO INTERMEDIO 2. Descrita


una falla de funcionamiento del
motor, cuyo origen esté en la cu­
lata, las válvulas o los asientos,
el alumno podrá, luego de estudiar
este tema, indicar con precisi6n
las posibles causas de tal anoma­
lía .

Una falla observada en la culata, en explicaciones adicionales,pue�


las válvulas o los asientos,puede to que la teorfa estudiada en el
tener una o más causas. En el tema 1 permite comprender fácil­
cuadro que aparece a continuaci6n mente las informaciones aquf su­
se relacionan los síntomas con ministradas.
sus posibles causas. No se entra

SINTOMA CAUSAS

Cu 1 ata torcida (ala- - Sujeción irregular al bloque.


beada) o con superfi - - Calentamiento excesivo.
cie de asiento irregu- - Junta quemada.
lar. - Espárrago roto en 1 a culata.

El motor pierde poten- - Fugas en la culata.


cia. - Junta quemada.
- Pérdida de compresi6n por válvulas defectuo-
sas.

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SINTOMA CAUSAS

El motor golpea. - Exceso de carbonilla


- Culata floja

La válvula de escape - Fallas en el cilindro correspondiente.


se pega en su posición - Flotan los balancines entre la leva y la
abierta. barra de empuje.
1 - La válvula tiene acumulaciones resinosas

dejadas por el combustible.


- Funcionamiento en vacío demasiado prolonga­
do.
- Hay doblez de la espiga (varilla o vástago
impulsor).

- Excentricidad de la cara de la válvula o


del asiento.
- Temperaturas irregulares de escape.
- Partículas de carbón entre el asiento y la
cara de la válvula.
- Deficiente juego entre la barra de empuje
Válvulas quemadas. y el balancín.
- Deficiente juego entre la copa de la válvu-
la y el impulsor.
- Defectuoso el asiento de la válvula.
- Exceso de adaptación con esmeril.
- Válvulas mal cerradas.
- Vástago doblado o torcido.

- Temperaturas irregulares en los gases de


Rotura de los resortes escape.
de 1 as válvulas. - Fatiga en el metal.
- Corrosión en los resortes.
- Altas velocidades y temperaturas sostenidas.

22
SINTOMA CAUSAS

- Lubricación defectuosa.
- Juego excesivo del vástago.
Desgaste del vástago - Válvula y asiento descentrados con respecto
y la guía. a la guía.
- Funcionamiento en vacío demasiado prolonga­
do.
- Demasiado asiento.

- Resortes débiles o torcidos.


- Juegos excesivos en guías y rotadores.
Desgaste de la cabeza
- Juego excesivo en la articulación de los
y de las ranuras de
balancines.
fijación del vástago.
- Material fatigado.
- Guías flojas.
- Mala alineación de la válvula.y su asiento.
- Altas temperaturas de funcionamiento.
- Deformación del asiento.

- Cargas �normales.
'---'
Ruptura de la válvula. - Golpes en las válvulas.
- Velocidades excesivas.
- Fatiga del material.

- Poca resistencia a las altas temperaturas.


- Golpes en la cabeza de la válvula.
Ahondamiento de la ca­
- Exceso de presión de los resortes de las
ra de la válvula.
válvulas.
- Exceso de esmerilado cuando se rectifica
la válvula.

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SINTOMA CAUSAS

- Culata alabeada o doblada.


Junta de culata quema- - Recalentamiento del motor.
da - Apriete incorrecto de pernos de culata.

- Marcha prolongada en vacío.


- Gasolina de baja calidad.
Alguna válvula se pega - Aceite de mala calidad.
en posición cerrada. - Cambios de aceite poco frecuentes.
- Residuos de carbonilla mezclados con aceite
en las gufas de válvulas.

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