En un motor de pistón , la sincronización de válvulas es la sincronización precisa de la apertura y cierre de las válvulas. En un motor de combustión interna suelen ser válvulas de asiento y en un motor de vapor suelen ser válvulas de corredera o válvulas de pistón .
En los motores de ciclo de cuatro tiempos y algunos motores de ciclo de dos tiempos , la sincronización de las válvulas está controlada por el árbol de levas . Se puede variar modificando el árbol de levas, o se puede variar durante el funcionamiento del motor mediante sincronización variable de válvulas . También se ve afectado por el ajuste del mecanismo de la válvula y, en particular, por la holgura del empujador. Sin embargo, esta variación normalmente no es deseada.
Con la sincronización de válvulas fija tradicional, un motor tendrá un período de "superposición de válvulas" al final de la carrera de escape, cuando tanto las válvulas de admisión como las de escape están abiertas. La válvula de admisión se abre antes de que los gases de escape hayan abandonado completamente el cilindro y su considerable velocidad ayuda a aspirar la carga nueva. Los diseñadores de motores intentan cerrar la válvula de escape justo cuando llega la carga nueva de la válvula de admisión, para evitar la pérdida de carga nueva o gases de escape no eliminados. En el diagrama, los períodos de superposición de las válvulas se indican mediante la superposición de los arcos rojo y azul.
Llave:
Cualquiera de las válvulas se abre antes de que la cabeza del pistón alcance el punto muerto superior o el punto muerto inferior . La cantidad en grados del cigüeñal en la que se abren las válvulas antes de alcanzar el punto muerto superior o el punto muerto inferior se conoce como avance de válvula. La cantidad en el cigüeñal en la que se cierran las válvulas después de alcanzar el punto muerto superior o el punto muerto inferior se conoce como retraso de válvula. La superposición de válvulas es un medio secundario para enfriar las válvulas de escape con aire de admisión durante la superposición de válvulas. El enfriamiento primario se logra disipando calor a los asientos de las válvulas. [1]
Los motores que siempre funcionan a una velocidad relativamente alta, como los motores de los autos de carrera, tendrán una superposición considerable en la sincronización de sus válvulas para lograr una máxima eficiencia volumétrica. Los motores de los automóviles de carretera son diferentes porque deben funcionar en ralentí a menos de 1000 rpm, y una superposición excesiva de válvulas haría imposible un ralentí suave debido a la mezcla de gases frescos y de escape. La sincronización variable de válvulas puede proporcionar potencia máxima a altas revoluciones y un ralentí suave a bajas revoluciones al realizar pequeños cambios en la posición angular relativa de los árboles de levas y, por lo tanto, variar la superposición de las válvulas.
Muchos motores de ciclo de dos tiempos y todos los motores wankel no tienen árbol de levas ni válvulas, y la sincronización de los puertos solo se puede variar mecanizando los puertos y/o modificando la falda del pistón (aplicaciones de dos tiempos). Sin embargo, algunos motores diésel de dos tiempos sobrealimentados (como el motor aeronáutico Wilksch ) tienen una culata y válvulas de asiento, similares a los de un motor de ciclo de cuatro tiempos.
La sincronización de las válvulas de un motor diésel también depende de la holgura de los empujadores de las válvulas de admisión y de escape.
Si la holgura del taqué es menor, la válvula se abrirá antes y cerrará tarde. [2] Si la holgura del taqué es mayor, la válvula se abrirá tarde y cerrará antes. La holgura del taqué se mide con un instrumento llamado galga de espesores .
En un motor de combustión externa , como un motor de vapor , el control de la sincronización de válvulas lo realiza el engranaje de válvulas . En una disposición típica de válvula de pistón , la sincronización de los eventos de admisión y escape para cada cilindro está inextricablemente relacionada ya que se rige por el movimiento de un solo pistón que descubre dos puertos. Sin embargo, la duración del evento de admisión se puede controlar (el "corte") usando la marcha atrás y esto reduce el uso de vapor en condiciones de crucero.
El engranaje de válvulas Caprotti está más estrechamente relacionado con el de un motor de combustión interna, utiliza válvulas de asiento y fue desarrollado para permitir la sincronización independiente de los eventos de admisión y escape. Nunca se utilizó tan ampliamente como las válvulas de pistón o las válvulas de corredera anteriores.