¿Porqué revestir una válvula?
El propósito detrás del revestimiento de las válvulas es de aumentar la fiabilidad global del motor mediante: la extensión de la vida del componente, la reducción de la fricción, evitación del agarre del vástago en la guía, evitación de la acumulación de carbono y lodos en la parte posterior de la cabeza de la válvula, la reducción de la transferencia de calor de los gases de combustión a través de la válvula, y la fundición de la culata. Además mejora la eficacia de la combustión como efecto secundario.
Los constructores de motores de carreras han aplicado las siguientes técnicas durante décadas, pero hace muy poco que han salido a la luz pública debido a que Internet ofrece un medio fácil para empresas y personas dónde explicar las posibilidades e intercambiar experiencias. Además, no se trata de técnicas esotéricas o no probadas, al contrario, si las revistas de coches como "Circle Track", "Hot Rod", "Super Chevy", etc. discuten estas aplicaciones frecuentemente para informar a corredores, preparadores de motores y aficionados de los últimos desarrollos en el mundo de la preparación de motores modernos. Los resultados, como siempre, dependen mucho de quién hace el trabajo, cómo se hace y cómo se mide/ analiza la mejora. Haz uso de su propio juicio para determinar la lógica de cada aplicación.
La información facilitada a continuación refiere a una válvula de admisión y otra de escape (por separado):
Válvulas de Admisión
En primer lugar, examinamos cómo podemos mejorar la válvula de admisión.
La válvula de admisión sella la cámara de combustión en el lado del conducto de admisión de la culata. Antes de cerrar, abre para permitir que el aire (y en muchos casos el combustible) entre en la cámara de combustión. Por lo general, las válvulas de admisión no sufren tanto como las válvulas de escape, que aguantan las altas temperaturas de combustión de gas en ambos lados de su cabeza. Por lo tanto, lo más importante es la lubricación del vástago y el asiento de la válvula.
Eche un vistazo a este vídeo para ver cómo se gira y se tambalea una válvula a diferentes velocidades de motor, que mejorará su comprensión de por qué es tan importante la lubricación.
Una válvula se protege mediante la aplicación de un lubricante de película seca como el LPS-1, LMTL, o CL-1 encima del vástago. Su aplicación reduce la fricción sobre todo en motores con flujo restringido de aceite a la culata y al vástago. La película seca hace cargo de la mayor parte de la lubricación. Aun así es recomendable recubrir la cara (superficie superior del platillo) de la válvula en la cámara de combustión con una capa de barrera térmica para mantener el calor en el interior y para reducir la transferencia de calor a la válvula en sí, lo que reduce la temperatura de funcionamiento de la válvula. La película reduce la temperatura de la parte posterior de la válvula de manera que la mezcla de combustible y aire de entrada no se caliente tanto como lo haría sin recubrimiento, por lo tanto la densidad del aire entrante es algo mayor, lo que permite extraer cierta potencia adicional.
Normalmente, no es necesario aplicar una capa de barrera térmica en la parte posterior de la válvula de admisión, sin embargo, se puede hacer si lo desea. Por lo general, la cara está cubierta de una capa de barrera térmica PBT2 o PBTX, la moldura hueca y el vástago están cubiertos de lubricantes de película seca como LPS-1, LMTL o CL-1.
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| Válvula de escape Honda D15, gasolina, caso extremo |
Cubrir la moldura hueca de la válvula con un LPS también evita que la mezcla de aire de ventilación del cárter (lleno de niebla de aceite) y la recirculación de los gases de escape RGE (llenos de partículas de carbono), adhieren a la válvula y empiezan a formar una obstrucción al flujo de aire, que sin duda es un problema común en motores turbo diesel.
Además hay que tomar en cuenta que actualmente la lubricación del vástago de válvula dentro de la guía está muy restringido debido al uso de retenes guía en la válvula. Los aceites modernos sobre todo ya no incorporan el aditivo dialquilditiofosfato de zinc (ZDDP por sus siglas en inglés) para cumplir los estrictos requisitos de emisiones y porque la vida del convertidor catalítico se reduce drásticamente por el aditivo de zinc. El mismo aditivo protegía a los elevadores de válvulas en el punto de contacto de las levas. Hasta hoy mismo los científicos siguen buscando un sustituto adecuado que no tiene efecto negativo referente a las emisiones y los convertidores catalíticos.
El recubrimiento del vástago de la válvula reduce de manera significativa el riesgo de gripado en la guía.
Todo considerado, el recubrimiento de las válvulas de admisión ofrece demasiadas ventajas como para ser ignorado, sobre todo en los motores de alto rendimiento donde la fiabilidad y la potencia son de suma interés. Y más aun si se aprovecha el acceso en el proceso de rectificación de la culata.
Válvulas de Escape
En el entorno del escape la válvula sufre condiciones severas por la temperatura de la cámara de combustión y de los gases de escape al posterior de su cabeza, la cual puede llegar a los 1350ºF/730ºC en un motor de aspiración normal, y en motores sobrealimentados puede llegar incluso a más. Por eso se cubre la cara de la válvula con una barrera térmica (PBT2 PBTX) para reducir el calor que absorbe la válvula en si.
Luego el vástago se reviste de lubricante de película seca LPS-1, LMTL o CL-1. El recubrimiento del vástago de la válvula es fundamental ya que el calor reduce la capacidad de lubricación del aceite. Como consecuencia, los lubricantes de alta temperatura sirven muy bien para reducir la fricción y el desgaste de la válvula y la guía a temperaturas elevadas. En algunos casos, es recomendable cubrir la parte posterior (la moldura hueca) de la cabeza de la válvula de escape, como por ejemplo en las válvulas de titanio en que a menudo se forma erosión de metal debido a los gases calientes y las llamas que pasan sobre el titanio puro (PBT2 o PBTX). En otras válvulas sigue siendo preferible cubrir la parte posterior de la cabeza de la válvula con una película seca (LPS-1, LMTL o CL-1) para proteger de la acumulación que puede crear turbulencia en el flujo de escape, y incluso causar que se gripan los vástagos en la guía.
