Válvula de admissão
Nesta edição falaremos sobre válvulas de admissão e escape, porém, antes de entrar em detalhes, vamos contextualizar esses elementos para um melhor entendimento. O motor precisa de um meio para distribuir os gases de admissão e escape, para controlá-los e movê-los através do coletor para o coletor de admissão, câmara de combustão e coletor de escape. Isso é conseguido através de uma série de mecanismos que formam um sistema chamado distribuição.
Um motor de combustão interna requer uma mistura ar-combustível que, quando queimada, aciona os mecanismos do motor. No coletor, o ar é filtrado e enviado para o coletor de admissão, onde a mistura de combustível é dosada por meio de sistemas como carburador ou injeção.
A mistura acabada entra na câmara de combustão, onde esse gás queima e, assim, converte energia térmica em energia mecânica. Após a conclusão do processo, é necessário que os produtos da combustão saiam da câmara e permitam a repetição do ciclo. Para desenvolver esse processo, o motor deve controlar a entrada e saída de gás em cada cilindro, isso é feito com as válvulas de admissão e escape, que serão responsáveis por abrir e fechar os canais no momento certo.
CICLOS DO MOTOR
A operação de um motor de quatro tempos consiste em quatro estágios:
LOG
Nesse ponto, a válvula de admissão se abre para deixar entrar o ar externo, o que faz com que o pistão caia e mova a biela e o virabrequim.
COMPRESSÃO
Nesta fase, as válvulas de admissão e escape são fechadas. Quando o virabrequim gira, a biela e o pistão sobem, isso permite que o ar injetado no estágio de admissão aumente sua pressão várias vezes, no final do curso de compressão são injetados combustível e ar de alta pressão.
POTÊNCIA
No curso de potência, o pistão começa a descer à medida que a mistura ar comprimido/combustível é inflamada pela vela de ignição, causando uma explosão dentro da câmara de combustão.
LIBERAR
Finalmente, nesta fase, o virabrequim gira para a direita, movendo a biela para que o pistão possa retornar para cima enquanto a válvula de escape estiver aberta e permitir que os gases da combustão escapem por ela.
O QUE SÃO VÁLVULAS DE ENTRADA E ESCAPE?
Válvulas de entrada e saída são elementos cuja função é controlar o fluxo de um líquido ou gás; aquelas usadas na admissão e exaustão de um motor de quatro tempos geralmente são válvulas de sede.
Qual é a função dessas válvulas? As válvulas são peças de precisão de um motor e executam quatro tarefas muito importantes na operação do motor:
- Bloqueando seções do fluxo.
- Controle das trocas gasosas.
- Cilindros hermeticamente fechados.
- Dissipação do calor absorvido pela combustão dos gases de escape, transferindo-o para os insertos das sedes das válvulas e guias das válvulas. Em temperaturas de até 800ºC, cada válvula abre e fecha até 70 vezes por segundo e suporta uma média de 300 milhões de mudanças de carga ao longo da vida útil do motor.
FUNÇÕES
VÁLVULAS DE ENTRADA
A válvula de admissão desempenha a função de conectar o coletor de admissão ao cilindro, dependendo do tempo de distribuição. Via de regra, são feitos de um só metal, o aço com impurezas de cromo e silício, que conferem boa resistência ao calor e ao trabalho. Certas áreas do metal, como sede, haste e cabeça, geralmente são endurecidas para reduzir o desgaste. O resfriamento desta válvula ocorre devido ao seu contato com a mistura ar-combustível, que dissipa sua temperatura em grande parte, via de regra, ao entrar em contato com a haste, e sua temperatura de operação chega a 200-300°C.
VÁLVULAS DE ESCAPE
A válvula de escape está em contacto constante com os gases de escape a temperaturas muito elevadas, pelo que devem ter um desenho mais robusto do que as válvulas de admissão.
O calor acumulado na válvula é liberado através de sua sede em 75%, não é de se estranhar que ela atinja a temperatura de 800 ºC. Devido à sua função única, esta válvula deve ser feita de diferentes materiais, sua cabeça e haste são geralmente feitas de liga de aço cromo e magnésio, pois possui excelente resistência à oxidação e propriedades de resistência a altas temperaturas. A parte superior da haste é geralmente feita de cromo de silício. Para condutividade térmica, são feitos fundos ocos e hastes preenchidas com sódio, pois esse material tem a função de transferir rapidamente o calor para a zona de resfriamento, reduzindo a temperatura do fundo para 100ºС.
TIPO DE VÁLVULAS
VÁLVULA MONOMETÁLICA
Produzido racionalmente por extrusão a quente ou estampagem.
VÁLVULAS BIMETÁLICAS
Isso torna possível uma combinação perfeita de materiais para a haste e a cabeça.
VÁLVULAS OCAS
Esta tecnologia é utilizada, por um lado, para redução de peso e, por outro lado, para refrigeração. Preenchido com sódio (ponto de fusão 97,5ºC), pode transferir calor da cabeça da válvula para a haste através do efeito de agitação do sódio líquido e atingir uma redução de temperatura de 80º a 150ºC.
