As válvulas de admissão são responsáveis pela alimentação da mistura ar/combustível ou, no caso dos motores a gasóleo, pela alimentação de ar na câmara de combustão. O funcionamento do motor é, por conseguinte, inconcebível sem o funcionamento das válvulas. As válvulas do motor são controladas pela árvore de cames.
As válvulas de admissão e de escape estão localizadas na parte superior da cabeça do cilindro. Muitas vezes, duas ou mais válvulas de admissão e de escape são instaladas em paralelo num motor
A válvula de admissão consiste essencialmente numa haste em forma de pino e num disco que se encaixa perfeitamente na sede da válvula na cabeça do cilindro. O disco tem uma chanfradura de 45° que corresponde exatamente à sua contraparte na sede da válvula, que é normalmente montada na cabeça do cilindro como um anel
Normalmente, as duas peças são fabricadas separadamente e depois soldadas, o que provoca repetidamente defeitos durante o funcionamento. Nas válvulas para cargas particularmente elevadas, a haste também é oca e preenchida com sódio para otimizar o arrefecimento. Isto também amortece as vibrações, mas também aumenta o risco de falhas.
A haste da válvula é oca e preenchida com sódio para otimizar o arrefecimento
A construção atual das válvulas de admissão difere geralmente muito pouco umas das outras. No entanto, existem algumas diferenças de conceção em termos de disposição das válvulas, acionamento e disposição e acionamento da árvore de cames
No que diz respeito à disposição das válvulas e da árvore de cames em relação ao cilindro, é feita uma distinção:
- Válvula de controlo da mudança de velocidades
- Válvula de controlo da mudança de velocidades
- Admissão sobre o escape
- Admissão sobre o escape
- Admissão sobre o escape, ou seja, a válvula de admissão está suspensa acima da árvore de cames, a válvula de escape está disposta abaixo. Também designada por alternada ou contra-controlada.
- Alternada ou contra-controlada
- Válvula de admissão sobre o escape
- Válvula de pé
- Válvula de pé
- Válvula de pé
- Válvula de pé
- Viga de marcha
- Viga de marcha
- Válvula em ressalto (comando de válvulas OHV)
- Válvula em ressalto (comando de válvulas OHV)
- Árvore de cames à cabeça (sincronização de válvulas OHC)
- Árvore de cames à cabeça (sincronização de válvulas OHC)
A disposição das válvulas é paralela, em V, radial ou oposta (cabeça em T)
A disposição das válvulas é paralela, em V, radial ou oposta (cabeça em T)
Durante a admissão, a válvula tem a função de encher a câmara de combustão com a mistura correcta de combustível e ar ou, no caso dos motores diesel, apenas com ar, uma vez que o combustível é injetado diretamente na câmara de combustão.
Durante o escape, a válvula tem a função de encher a câmara de combustão com a mistura correcta de combustível e ar ou, no caso dos motores diesel, apenas com ar, uma vez que o combustível é injetado diretamente na câmara de combustão
Durante o escape, a válvula de admissão fecha e veda a conduta de admissão à câmara de combustão. A válvula de escape abre-se e retira o calor e os gases de escape da câmara de combustão. Estes são transferidos para a cabeça do cilindro através da guia da válvula e aí arrefecidos pela água de arrefecimento (raramente também por arrefecimento a ar).
O processo funciona através da guia da válvula
O processo funciona através do chamado trem de válvulas, que na maioria dos motores a quatro tempos funciona através de um motor alternativo. A árvore de cames abre uma válvula através de um tucho, seguidor de dedo ou balancim e, em casos raros, também através de uma válvula hidráulica ou solenoide. As molas helicoidais ou outras molas fecham as válvulas. Por sua vez, a cambota acciona a árvore de cames, que transmite o seu movimento rotativo à árvore de cames através de uma correia dentada ou de uma corrente de distribuição.
A árvore de cames é accionada pela cambota
A válvula de admissão é geralmente ligeiramente maior do que a válvula de escape. Isto permite obter mais potência com o mesmo diâmetro da câmara de combustão. No caso da válvula de escape, no entanto, a haste é ligeiramente mais espessa para garantir uma melhor transferência de calor
As válvulas de admissão dos motores estão permanentemente expostas a elevadas tensões mecânicas, térmicas e corrosivas. Se a vedação da sede da válvula não for perfeita durante o processo de combustão, o sobreaquecimento e a fusão podem levar à falha da válvula.
A sede da válvula não é perfeitamente vedada durante o processo de combustão, o sobreaquecimento e a fusão podem levar à falha da válvula
A alta qualidade e o acabamento dos materiais são, portanto, de grande importância para uma longa vida útil. Portanto, como regra, mesmo as partes da válvula de entrada que estão sujeitas a um esforço particular são adicionalmente endurecidas para suportar a alta pressão.
Pode reconhecer uma válvula que já não está a funcionar corretamente através do aumento do consumo de óleo do motor e do fumo azul que sai do escape. Por vezes, também se ouvem ruídos de batida ou o motor gagueja
A reparação de válvulas partidas no motor é bastante demorada, uma vez que a cabeça do cilindro tem de ser removida para ser substituída. As sedes das válvulas gastas podem ser fresadas de modo a obterem a forma correcta. As válvulas defeituosas ou dobradas são substituídas diretamente por uma oficina e os vedantes da haste da válvula e as molas da válvula são também substituídos ao mesmo tempo. Também faz sentido substituir todas as válvulas diretamente. Isto custa entre 400 e 700 euros. No caso dos motores a gasóleo, os custos podem ser um pouco mais elevados devido às molas mais fortes
De um modo geral, a válvula deve ser regulada de modo a que haja uma vedação estanque à câmara de combustão. Para o conseguir, as válvulas têm o que se designa por folga da válvula - um pequeno espaço entre o disco e a haste. Isto permite que o metal quente se expanda quando aquecido. Por outro lado, a folga também não deve ser demasiado grande, caso contrário o ar fluiria através da válvula e impediria uma transmissão de potência óptima.
Se a folga da válvula for demasiado grande, a válvula deve ser concebida com uma folga de pelo menos 1,5 mm
Se a folga na válvula de admissão for demasiado grande, pode ocorrer ruído no comando de válvulas. O desempenho do motor também pode diminuir em determinadas circunstâncias. Se a válvula não for compensada automaticamente, tem de ser reajustada em intervalos regulares, ou a válvula de admissão, incluindo as molas da válvula, tem de ser substituída diretamente. Neste caso, a folga da válvula deve ser um pouco maior para a válvula de escape, uma vez que a expansão térmica devido aos gases de escape quentes é maior aqui.
Os motores mais recentes têm uma folga de válvula mais elevada
Os motores mais recentes têm frequentemente tuchos hidráulicos sem folga da válvula. Nesse caso, a manutenção regular não é mais necessária, mas os tuchos se desgastam e às vezes causam chocalhos em alta quilometragem e também uma perda de potência
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