válvula a la cabeza

Un motor de válvulas a la cabeza posiciona sus válvulas de admisión y escape en la culata, directamente sobre la cámara de combustión, en lugar de en el bloque del motor al lado de los pistones. Esta disposición mejora el flujo de gases hacia y desde el cilindro, permitiendo diámetros de válvula más grandes y una mejor respiración a RPM más altas. El diseño se volvió dominante en la fabricación de automóviles y motores pequeños porque ofrece más potencia y eficiencia que el diseño anterior de válvulas laterales o de culata plana.

Existen dos disposiciones mecánicas dentro del diseño de válvulas a la cabeza. En los motores de varillas de empuje, un árbol de levas montado en la parte inferior del bloque acciona las varillas de empuje que levantan los balancines, que a su vez abren las válvulas en la culata. En los motores de árbol de levas a la cabeza, el árbol de levas se asienta directamente en o sobre la culata, eliminando el enlace intermedio. Los motores de árbol de levas a la cabeza (OHC) reducen la masa recíproca y pueden operar a RPM más altas con menos desgaste, pero los diseños de varillas de empuje siguen siendo más baratos de fabricar y son más sencillos de mantener en muchas aplicaciones de camiones e industriales.

Problemas comunes y mantenimiento

Los asientos de válvula en la culata se desgastan y pueden picarse, lo que requiere un rectificado o reemplazo periódico para mantener un buen sellado. Los vástagos de válvula se deslizan a través de guías que eventualmente se desgastan, lo que provoca que el aceite se escape por los sellos y aumenta el soplado. Los motores de varillas de empuje sufren un desgaste adicional en los balancines y los levantaválvulas a medida que las superficies de contacto metal-metal acumulan daños microscópicos durante miles de horas de funcionamiento. Los motores OHC evitan algunos de estos modos de desgaste, pero requieren un ajuste más preciso de la correa o cadena de distribución.

El término "válvula a la cabeza" se originó en la década de 1910 cuando los fabricantes experimentaron con la ubicación de las válvulas. Los primeros motores montaban las válvulas junto a los cilindros para simplificar la fundición y el mecanizado, pero la ubicación superior permitía cámaras de combustión hemisféricas o en forma de cuña que queman el combustible de manera más eficiente. El nombre refleja la ubicación física: las válvulas están en la parte superior, en la culata, a diferencia de planas a los lados. Los motores modernos utilizan casi universalmente válvulas a la cabeza porque las alternativas no ofrecen ventajas prácticas en automóviles de pasajeros o equipos industriales ligeros.