Los Motores Modernos Exigen un Tiempo de Válvulas Más Inteligente y Componentes de Accionamiento de Válvulas Más Resistentes

Las alteraciones en el motor de combustión interna han sido transformadas significativamente por la búsqueda de mayor eficiencia, la reducción de emisiones y el aumento de la potencia específica. Otras tecnologías, como el uso del sistema avanzado de variación de tiempo de válvulas (VVT) y la sobrealimentación con reducción de cilindrada, son hoy norma y ofrecen un rendimiento impresionante incluso con pequeñas cilindradas. Sin embargo, el componente central del motor, la distribución, nunca había estado sometido a exigencias tan elevadas como las que impone este progreso ingenieril. En Suzhou Topu Engine Parts Co., Ltd. somos conscientes de que estos nuevos paradigmas requieren una nueva generación de componentes capaces de operar en condiciones más inteligentes y más severas.

Cómo los sistemas de variación de tiempo de válvulas aumentan el esfuerzo sobre las válvulas y resortes

La tecnología VVT o Variable Valve Timing es una maravilla de eficiencia, que permite a los motores ajustar de forma óptima la apertura y cierre de las válvulas en distintos rangos de RPM. Esta elasticidad aumenta la potencia, la economía de combustible y reduce las emisiones. Sin embargo, dicha inteligencia tiene un costo para los elementos físicos involucrados.

Las levas convencionales de sincronización fija tienen formas de movimiento predecibles y repetitivas. Los sistemas VVT, en cambio, varían el sincronismo: las cargas torsionales se aplican de manera cambiante sobre el árbol de levas mediante actuadores hidráulicos o electrónicos, o la fase se varía dinámicamente. Esto genera patrones de carga más complejos en las válvulas y resortes, que a menudo son variables. Se puede ordenar a las válvulas que se abran o cierren bajo diversas condiciones de presión en el cilindro, lo que provoca fuerzas de impacto más elevadas. Más importante aún, los resortes de válvula tienen un rango más amplio de frecuencias en las que pueden oscilar, y deben hacer frente a la posibilidad del llamado golpe de resorte o resonancia bajo diversas condiciones de funcionamiento determinadas por el VVT. El proceso de fatiga acelerada requiere resortes de máxima consistencia, fabricados con materiales de alta calidad y con precisión en el tratamiento térmico para evitar fallos, y es por esto que la fabricación especializada y los ensayos sistemáticos son tan importantes.

Por qué los trenes de válvulas tradicionales no pueden mantenerse al ritmo del sobrealimentado con reducción de cilindrada

La aparición del sobrealimentado con reducción de cilindrada, en el que un motor más pequeño con admisión forzada sustituye a un motor más grande de aspiración natural, crea un entorno altamente exigente en el que el diseño convencional del tren de válvulas se ve sometido a sus límites extremos.

Su causa fundamental es el aumento drástico de la presión y temperatura en el cilindro. Un motor pequeño con turbocompresor es capaz de generar una buena presión alta en comparación con un motor grande sin turbo. Esto ejerce una presión intensa sobre la parte trasera de la válvula de escape durante la combustión, y hace que la cámara se vuelva muy caliente. Estas condiciones pueden provocar que los materiales tradicionales se deformen por el calor, se corroidan y se desgasten. Además, para lograr la capacidad de altas revoluciones en un motor de baja potencia (que es clave para la producción de potencia), las trenes de válvulas deben ser más ligeros y resistentes para mantener la estabilidad a altas RPM. Los diseños anteriores podrían no ofrecer la optimización de masa ni la resistencia de materiales necesarias, ya que podrían permitir el flotamiento de válvulas, deformar componentes y causar fallos catastróficos. El tren de válvulas ya no es simplemente un seguidor mecánico, sino que debe ser un contendiente dinámico y robusto en un proceso de combustión de alta presión.

El papel de los materiales ligeros pero duraderos en los trenes de válvulas de próxima generación

La clave para abordar estos temas contemporáneos radica en el uso táctico de los nuevos materiales y la ingeniería de precisión. La nueva generación de la distribución hace referencia al hecho de que no solo es ligera para poder mantener estabilidad a altas RPM, sino que también posee un alto nivel de durabilidad con el fin de resistir el calor y la presión.

Esto incluirá el reemplazo de las aleaciones tradicionales por aceros de alto rendimiento, superaleaciones a base de níquel resistentes al calor en la fabricación de válvulas de escape, y aleaciones avanzadas de titanio en la fabricación de válvulas de admisión en modelos de gama alta. Estas aleaciones presentan mejores relaciones entre resistencia y peso, además de ofrecer mayor resistencia a la fatiga, oxidación y ablandamiento térmico. En este mismo sentido, los resortes de las válvulas requieren alambres de alta resistencia, extremadamente limpios y con recubrimientos precisos para gestionar los factores de fricción y amortiguación.

Estamos tratando con la excelencia en la fabricación de estos componentes clave, que es Suzhou Topu Engine Parts Co., Ltd. Diseñamos piezas que ofrecen la durabilidad necesaria bajo las presiones de sobrealimentación, la resistencia requerida ante las cargas dinámicas de los sistemas VVT y la característica de ligereza indispensable para un funcionamiento eficiente a altas velocidades. De este modo, proporcionamos la base necesaria sobre la cual los diseños modernos de motores pueden alcanzar su máxima capacidad en términos de rendimiento, eficiencia y vida útil.