válvula de asiento

Una válvula de asiento es un componente simple pero esencial en las culatas de los motores, que consiste en un vástago con un disco plano o ligeramente curvado (la cabeza) que asienta contra una abertura de puerto cónica. Cuando está cerrada, el disco sella el puerto contra fugas de gas; cuando está abierta, permite el flujo de aire, combustible o escape. La válvula se levanta bajo actuación o se vuelve a asentar por la fuerza del resorte, de ahí su nombre.

En un motor de cuatro tiempos, las válvulas de asiento controlan el flujo de la carga de admisión hacia el cilindro y los gases de escape fuera de él. Las válvulas de admisión suelen ser más grandes que las válvulas de escape porque el gas de admisión fluye más lentamente; el gas de escape sale bajo mayor presión y velocidad. El diámetro de la cabeza de la válvula comúnmente oscila entre 30 y 50 milímetros en motores automotrices, con el ángulo de asiento mecanizado a 30 a 45 grados. El diámetro del vástago suele ser de 5 a 8 milímetros. La válvula debe soportar ciclos térmicos extremos, oscilaciones de temperatura de 400 a 900 grados Celsius entre ralentí y plena carga.

Actuación y Fallas

Una leva en el cigüeñal o árbol de levas levanta mecánicamente la válvula de asiento para abrirla; un resorte (generalmente un resorte helicoidal, a veces un resorte ondulado) la devuelve al cierre. Los diseños modernos pueden usar actuación hidráulica o electromagnética para una sincronización variable. El modo de falla más común es el retroceso del asiento de la válvula, donde la cabeza se desgasta gradualmente en el asiento en lugar de sellar limpiamente, permitiendo fugas de compresión y soplado de gases de combustión durante la operación. La acumulación de carbono en la superficie de asiento también impide un cierre hermético, reduciendo la eficiencia y permitiendo el retroceso de la llama al colector de admisión.

Los materiales importan enormemente. Las válvulas de admisión a menudo se fabrican de acero al cromo-molibdeno o aleaciones de níquel-cromo; las válvulas de escape requieren níquel-cromo-cobalto o incluso superaleaciones que contienen tungsteno para resistencia al calor. El asiento se corta típicamente directamente en la culata de hierro fundido o aleación de aluminio, aunque se utilizan insertos de asiento de acero extraíbles en culatas de aluminio para reducir la erosión y permitir una reelaboración más fácil.

Las válvulas de asiento compiten con las válvulas de camisa (camisas cilíndricas que se deslizan en la pared del cilindro) y las válvulas rotativas, pero los diseños de asiento dominan porque son compactos, económicos de fabricar y se sellan fácilmente con un resorte simple. Siguen siendo el estándar en prácticamente todos los motores de gasolina y diésel, desde pequeñas cortadoras de césped hasta grandes centrales eléctricas industriales.