In questo articolo, imparerete cosa sono le valvole del motore e come funzionano in un motore. Meccanismo della valvola e raffreddamento di una valvola.

Valvole del motore e tipi di valvole del motore

Vale è un dispositivo per chiudere e aprire un passaggio. Nei motori dei veicoli a motore, due valvole del motore sono usate per ogni cilindro: una valvola di ingresso (o di aspirazione) e una valvola di scarico.

Valvola d’ingresso

Il carburante viene fatto entrare nel cilindro dalla valvola d’ingresso. Quando è chiusa, la valvola sigilla strettamente lo spazio di combustione. Le valvole sono di solito fatte di acciaio inossidabile austenitico che è un materiale resistente alla corrosione e al calore. La valvola di aspirazione è sottoposta a meno calore e di solito è fatta di acciaio legato al nichel-cromo.

Valvola di scarico

I gas bruciati escono dalla valvola di scarico. La valvola di scarico è di solito fatta di acciaio silcromatico che è una lega di silicio e cromo con un’insolita resistenza al calore.

Le valvole usate nei motori delle auto sono chiamate valvole ad otturatore o a fungo. La testa della valvola ha una faccia accuratamente rettificata con un margine sufficiente per evitare un bordo sottile. La faccia angolare è rettificata sulla testa della valvola per fare un angolo di 45° o 30° per corrispondere all’angolo della sede della valvola nella testa del cilindro. Le scanalature di bloccaggio del fermo della molla sono fornite all’estremità dello stelo della valvola.

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Tipi di valvole del motore

Ci sono 3 tipi diversi di valvole del motore come segue:

• Valvola Poppet
• Valvola a manicotto
• Valvola rotativa

Valvola Poppet

È anche conosciuta come valvola a fungo per la sua forma. È usata per controllare la tempistica e la quantità del flusso di gas in un motore. È la valvola più usata nel motore di un’automobile. La valvola a fungo è chiamata così a causa del suo movimento di spuntare su e giù.

Consiste in una testa e uno stelo. La faccia della valvola di solito con un angolo da 30° a 45° è perfettamente rettificata, poiché deve combaciare con la sede della valvola per una perfetta tenuta. Lo stelo ha una scanalatura per il bloccaggio del fermo della molla e la sua estremità è in contatto con la camma per i movimenti di salita &discesa di una valvola. Nello scarico, un differenziale di pressione aiuta a sigillare la valvola. Nelle valvole di aspirazione, il differenziale di pressione aiuta ad aprirla.

Valvola a manicotto

La valvola a manicotto, come dice il nome, è un tubo o un manicotto che si inserisce tra il pistone e la parete del cilindro nel cilindro di un motore a combustione interna, dove ruota/scorre.

Le porte sul lato dei manicotti si allineano con le porte di aspirazione e di scarico del cilindro nelle fasi appropriate del ciclo del motore.

La superficie interna del manicotto forma la canna interna del cilindro in cui scorre il pistone. Il manicotto è in continuo movimento permette e spinge fuori i gas in virtù della coincidenza periodica delle porte tagliate nel manicotto con le porte formate attraverso la fusione del cilindro principale.

Svantaggi: Queste valvole sono semplici nella costruzione e sono silenziose nel funzionamento. Non c’è rumore perché non ci sono parti che fanno rumore come camme della valvola, bilanciere, punterie valvole ecc, valvola manicotto ha meno tendenza di detonazione. Il raffreddamento è molto efficace perché la valvola è in contatto con le camicie d’acqua.

Valvola rotativa

Ci sono molti tipi di valvole rotative. La figura mostra la valvola rotativa a disco. Consiste in un disco rotante che ha una porta. Mentre ruota, comunica alternativamente con i collettori di aspirazione e di scarico.

Svantaggi: Le valvole rotative sono semplici nella costruzione e sono fabbricate a costi più economici. Sono adatte ai motori ad alta velocità. Queste valvole hanno meno sollecitazioni e vibrazioni. Le valvole rotative funzionano bene, in modo uniforme e senza rumore.

Tipi di meccanismi delle valvole del motore

Le valvole sono azionate da camme montate su un albero a camme. L’albero a camme riceve il movimento dall’albero motore. Quando l’albero a camme gira, la camma aziona la valvola.

A seconda della posizione delle valvole, il meccanismo delle valvole è di due tipi:

1. Meccanismo della valvola per azionare la valvola nel blocco motore (valvola a otturatore diritto).
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2. Meccanismo della valvola per azionare la valvola nella testa del cilindro (valvola a otturatore in testa).
   • 

Garanzia della punteria della valvola

Un leggero gioco è mantenuto tra la punteria della valvola e lo stelo della valvola nel caso della valvola ad otturatore diritto, e tra il bilanciere e lo stelo della valvola nel caso della valvola ad otturatore in testa. Questo è conosciuto come gioco della punteria della valvola, e a volte come gioco della valvola. Questo gioco permette l’espansione dello stelo della valvola quando il motore si riscalda.

Se non c’è un gioco sufficiente, la valvola non si posizionerà correttamente quando il motore si riscalda, il che causerà una perdita di potenza e il sollevamento della valvola. È meglio avere più gioco del necessario piuttosto che averne troppo poco, nonostante il leggero aumento del rumore del meccanismo della valvola.

Il gioco della punteria della valvola dipende dai seguenti fattori:

1. Lunghezza dello stelo della valvola
2. Il materiale della valvola.
3. La temperatura alla quale il motore funziona.

Sollevatore idraulico della valvola

È molto silenzioso in funzione perché assicura un gioco della punteria della valvola pari a zero. Regola automaticamente la sua lunghezza per compensare le differenze nella valvola. Inoltre, di solito non richiede alcuna regolazione nel servizio normale. Le variazioni dovute ai cambiamenti di temperatura e all’usura sono trattate idraulicamente.

Il corpo è composto da un cilindro e da un serbatoio dell’olio. Un’apertura nel corpo è collegata con una linea di pressione dell’olio dal sistema di lubrificazione del motore per alimentare il serbatoio con l’olio. Un pistone si inserisce all’interno del cilindro in modo che la sua estremità superiore sia in contatto con il fondo dell’asta di spinta, e la sua estremità inferiore sia supportata dall’olio tra essa e il fondo del cilindro.

Quando la valvola è chiusa come in (a) (camma sul lato inferiore), l’olio dal serbatoio apre la valvola a sfera di controllo e solleva il pistone passando tra esso e il fondo del cilindro. Questo produce un gioco zero tra l’unità del sollevatore e l’asta di spinta, e tra il bilanciere e lo stelo della valvola.

Quando la camma gira per sollevare il sollevatore come in (b) (camma in alto). La valvola di ritegno a sfera si chiude per impedire il ritorno dell’olio al serbatoio e fa sì che l’intera unità del sollevatore sollevi l’asta di spinta per aprire la valvola. Poiché l’ascensore inizia con un gioco pari a zero, il rumore è ridotto al minimo.

Come mostrato in (b) durante l’operazione di sollevamento, una certa quantità di olio è lasciata trapelare tra lo stantuffo e il cilindro, il che causa l’abbassamento dello stantuffo per produrre un gioco se la molla non lo ha sollevato di nuovo quando la pressione sullo stantuffo è alleggerita dalla chiusura della valvola del motore. Questo riapre la valvola di ritegno a sfera, l’olio arriva di nuovo sotto il pistone e il sollevatore è di nuovo impostato per il gioco zero.

Braccio a bilanciere eccentrico

Il bilanciere eccentrico compensa automaticamente la differenza di gioco valvola-tappeto. Consiste in un bilanciere convenzionale modificato per tenere un eccentrico per mezzo di una scanalatura e un perno.

Il pistone e la molla controllano il pistone di un eccentrico. Il pistone è attivato dalla molla e dalla pressione dell’olio da un orifizio nel bilanciere.

Quando la valvola del motore è chiusa (camma sul lato basso), l’eccentrico sotto l’azione della molla e del pistone si muove per prendere qualsiasi gioco, nella valvola che aziona il treno. Quando la camma ruota per aprire la valvola, il pistone e la molla assorbono qualsiasi shock prodotto da questo movimento. Quando la camma è al contrario, la valvola è completamente aperta.

Raffreddamento della valvola

È ovvio che la valvola di scarico è più calda della valvola di aspirazione perché la valvola di scarico è sempre in contatto con i gas caldi mentre la valvola di aspirazione è in qualche modo raffreddata dalla carica fresca in arrivo. La valvola di scarico può effettivamente diventare rossa durante un breve periodo di funzionamento. La faccia della valvola è più calda e lo stelo della valvola è la parte più fredda della valvola.

Lo stelo della valvola passa il calore alla guida della valvola e la faccia della valvola passa il calore alla sede della valvola, e questo aiuta a mantenere la valvola fredda. Per fornire un raffreddamento adeguato, la testa del cilindro deve essere progettata in modo da permettere una buona circolazione dell’acqua intorno alle aree critiche della valvola.

Se la faccia della valvola si adatta correttamente alla sede della valvola e chiude completamente la camera di combustione, non ci sarà perdita di compressione e potenza. Ciononostante, il corretto posizionamento della valvola fornisce anche un contatto completo della faccia con la sede della valvola attraverso il quale può avvenire un maggiore trasferimento di calore. Un contatto irregolare può far sì che una valvola sia più calda del normale di diverse centinaia di gradi, il che accorcia la vita della valvola

Valvola raffreddata al sodio

In molti motori pesanti si usano valvole raffreddate al sodio. Una valvola raffreddata al sodio ha uno stelo cavo, che è parzialmente riempito di sodio metallico. Il sodio fonde a 97’5°C. Così, alle temperature di funzionamento, il sodio è liquido. Quando il motore è in funzione, la valvola si muove su e giù, il sodio viene gettato verso l’alto nella parte più calda della valvola.

Assorbe il calore, che viene poi ceduto allo stelo più freddo mentre cade nuovamente nello stelo. Questa azione mantiene la testa della valvola fredda. La valvola raffreddata al sodio funziona fino a 100°C più fredda di una valvola a stelo solido di design simile nelle stesse condizioni operative. Questo significa che una valvola raffreddata al sodio ha una vita più lunga. Ma il suo uso richiede più attenzione.

Se lo stelo cavo della valvola raffreddata a sodio è incrinato o rotto, è potenzialmente pericoloso. Il sodio si infiamma a contatto con l’acqua. Provoca un’ustione profonda e grave sulla pelle, Finché il sodio è al sicuro nello stelo della valvola, non c’è pericolo.

Se il sodio si incrina o si rompe, è potenzialmente pericoloso.