Valvola di ingresso
In questa edizione parleremo di valvole di aspirazione e scarico, tuttavia, prima di entrare nei dettagli, metteremo questi elementi nel contesto per una migliore comprensione. Il motore ha bisogno di un mezzo per distribuire i gas di aspirazione e di scarico, per controllarli e spostarli attraverso il collettore al collettore di aspirazione, camera di combustione e collettore di scarico. Ciò si ottiene attraverso una serie di meccanismi che formano un sistema chiamato distribuzione.
Un motore a combustione interna richiede una miscela aria-carburante che, una volta bruciata, aziona i meccanismi del motore. Nel collettore, l'aria viene filtrata e inviata al collettore di aspirazione, dove la miscela di carburante viene dosata attraverso sistemi come carburatore o iniezione.
La miscela finita entra nella camera di combustione, dove questo gas brucia e, quindi, converte l'energia termica in energia meccanica. Dopo che il processo è completato, è necessario che i prodotti della combustione escano dalla camera e consentano la ripetizione del ciclo. Per sviluppare questo processo, il motore deve controllare l'aspirazione e lo scarico del gas in ciascun cilindro, questo si ottiene con le valvole di aspirazione e scarico, che saranno responsabili dell'apertura e della chiusura dei canali al momento giusto.
CICLI DEL MOTORE
Il funzionamento di un motore a quattro tempi consiste in quattro fasi:
LOG
In questa fase, la valvola di aspirazione si apre per far entrare aria dall'esterno, che provoca l'abbassamento del pistone, nonché il movimento della biella e dell'albero motore.
COMPRESSIONE
In questa fase, le valvole di aspirazione e scarico sono chiuse. Quando l'albero motore ruota, la biella e il pistone si sollevano, questo consente all'aria iniettata nello stadio di aspirazione di aumentare più volte la sua pressione, al termine della corsa di compressione vengono iniettati carburante e aria ad alta pressione.
ENERGIA
Durante la corsa di potenza, il pistone inizia a scendere mentre la miscela aria compressa/carburante viene accesa dalla candela, provocando un'esplosione all'interno della camera di combustione.
PUBBLICAZIONE
Infine, in questa fase, l'albero motore gira verso destra, spostando così la biella in modo che il pistone possa risalire mentre la valvola di scarico è aperta, e permettere ai gas di combustione di fuoriuscire attraverso di essa.
CHE COSA SONO LE VALVOLE DI ASPIRAZIONE E DI SCARICO?
Le valvole di ingresso e uscita sono elementi la cui funzione è quella di controllare il flusso di un liquido o di un gas; quelle utilizzate nell'aspirazione e nello scarico di un motore a quattro tempi sono generalmente valvole a sede.
Qual è il ruolo di queste valvole? Le valvole sono parti di precisione di un motore e svolgono quattro compiti molto importanti nel funzionamento del motore:
- Sezioni di blocco del flusso.
- Controllo degli scambi gassosi.
- Cilindri ermeticamente sigillati.
- Dissipazione del calore assorbito dalla combustione dei gas di scarico, cedendolo agli inserti sedi valvole e guide valvole. A temperature fino a 800ºC, ogni valvola si apre e si chiude fino a 70 volte al secondo e resiste a una media di 300 milioni di cambi di carico durante la vita del motore.
FUNZIONI
VALVOLE DI ASPIRAZIONE
La valvola di aspirazione svolge la funzione di collegare il collettore di aspirazione al cilindro in funzione del tempo di distribuzione. Di norma sono costituiti da un solo metallo, acciaio con impurità di cromo e silicio, che garantiscono una buona resistenza al calore e al lavoro. Alcune aree del metallo, come la sede, lo stelo e la testa, sono generalmente temprate per ridurre l'usura. Il raffreddamento di questa valvola avviene per contatto con la miscela aria-carburante, che di norma dissipa in gran parte la sua temperatura al contatto con lo stelo, e la sua temperatura di esercizio raggiunge i 200-300°C.
VALVOLE DI SCARICO
La valvola di scarico è in costante contatto con i gas di scarico a temperature molto elevate, quindi devono avere un design più robusto rispetto alle valvole di aspirazione.
Il calore accumulato nella valvola viene rilasciato attraverso la sua sede del 75%, non sorprende che raggiunga una temperatura di 800 ºC. A causa della sua funzione unica, questa valvola deve essere realizzata con materiali diversi, la testa e lo stelo sono generalmente realizzati in lega di acciaio al cromo e magnesio, poiché ha un'eccellente resistenza all'ossidazione e proprietà di resistenza alle alte temperature. La parte superiore dello stelo è solitamente realizzata in silicio cromato. Per la conducibilità termica vengono realizzati fondi cavi e aste riempite di sodio, poiché questo materiale ha la funzione di trasferire rapidamente il calore alla zona di raffreddamento, riducendo la temperatura del fondo a 100ºС.
TIPO DI VALVOLE
VALVOLA MONOMETALLICA
Prodotto razionalmente mediante estrusione a caldo o stampaggio.
VALVOLE BIMETALLICHE
Ciò rende possibile una perfetta combinazione di materiali sia per lo stelo che per la testa.
VALVOLE CAVO
Questa tecnologia viene utilizzata da un lato per la riduzione del peso e dall'altro per il raffreddamento. Riempito di sodio (punto di fusione 97,5ºC), può trasferire il calore dalla testa della valvola allo stelo attraverso l'effetto di agitazione del sodio liquido e ottenere una riduzione della temperatura da 80º a 150ºC.
