En un motor de pistón , la sincronización de válvulas es la sincronización precisa de la apertura y el cierre de las válvulas. En un motor de combustión interna, suelen ser válvulas de asiento y en un motor de vapor, válvulas de corredera o válvulas de pistón .
En los motores de cuatro tiempos y algunos de dos tiempos , la sincronización de las válvulas se controla mediante el árbol de levas . Se puede variar modificando el árbol de levas o durante el funcionamiento del motor mediante la sincronización variable de las válvulas . También se ve afectada por el ajuste del mecanismo de válvulas y, en particular, por la holgura de los taqués. Sin embargo, esta variación normalmente no es deseada.
Con la sincronización fija tradicional de válvulas, un motor tendrá un período de "superposición de válvulas" al final de la carrera de escape, cuando tanto la válvula de admisión como la 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 atraer la carga fresca. Los diseñadores de motores intentan cerrar la válvula de escape justo cuando la carga fresca de la válvula de admisión llega a ella, para evitar la pérdida de carga fresca o de gases de escape no evacuados. En el diagrama, los períodos de superposición de 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 por la que las válvulas se abren antes de que se alcance el punto muerto superior o el punto muerto inferior se conoce como avance de la válvula. La cantidad en el cigüeñal por la que las válvulas se cierran después de que se alcanza el punto muerto superior o el punto muerto inferior se conoce como retraso de la 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 el 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 sus tiempos de válvulas para lograr la máxima eficiencia volumétrica. Los motores de los autos de carretera son diferentes porque deben funcionar al 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 brindar máxima potencia a altas rpm y un ralentí suave a bajas rpm al realizar pequeños cambios en la posición angular relativa de los árboles de levas y, por lo tanto, variar la superposición de válvulas.
Muchos motores 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 ) sí tienen una culata y válvulas de asiento, similares a un motor de cuatro tiempos.
La sincronización de las válvulas de un motor diésel también depende de la holgura de los taqués de las válvulas de admisión y de escape.
Si la holgura del taqué es menor, la válvula se abrirá antes y se cerrará más tarde. [2] Si la holgura del taqué es mayor, la válvula se abrirá más tarde y se cerrará más temprano. La holgura del taqué se mide con un instrumento llamado calibre de espesores .
En un motor de combustión externa , como una máquina de vapor , el control de la sincronización de las válvulas se realiza mediante el mecanismo de válvulas . En una disposición típica de válvulas de pistón , la sincronización de los eventos de admisión y escape para cada cilindro está inextricablemente relacionada, ya que están regidos por el movimiento de un solo pistón que descubre dos puertos. Sin embargo, la duración del evento de admisión se puede controlar (el "corte") utilizando el mecanismo de inversión y esto reduce el uso de vapor en condiciones de crucero.
El mecanismo de válvulas Caprotti está más 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 usó tan ampliamente como las válvulas de pistón o las válvulas de corredera anteriores.