Guías y asientos de válvula

Realizar trabajos de válvulas es una de las áreas más cruciales del negocio de construcción de motores. Según nuestro perfil de mercado de taller mecánico más reciente, las culatas de cilindros para motores de gas representan casi el 16 por ciento del tiempo de producción de un fabricante de motores, y es fácil ver por qué. La conductividad térmica de la válvula es crítica para eliminar el calor dentro de la cámara de combustión, especialmente en lo que respecta a la válvula de escape. Los asientos de las válvulas transfieren el calor de la válvula a la culata y, sin el material o el ajuste correctos, todo el proceso se descompone, dejándolo a usted y a su cliente en un aprieto.

Puede evitar que los asientos de las válvulas se vuelvan quebradizos y se agrieten eligiendo un material adecuado para la aplicación. La mayoría de los motores de producción de último modelo están diseñados para usar un asiento de metal en polvo de fábrica y están disponibles como insertos de varios fabricantes para una amplia variedad de aplicaciones. Los asientos PM funcionan bien en motores de calle y de rendimiento moderado, pero no se adaptan bien a los de alto rendimiento donde las temperaturas de combustión son mayores.

Muchos expertos dicen que debe volver a cortar los avellanados para aceptar nuevos asientos de gran tamaño. Pero algunos fabricantes de motores prefieren instalar nuevos insertos de tamaño estándar en los abocardados existentes. Funciona en algunas culatas de cilindros diesel grandes con paredes gruesas, pero es difícil de probar en culatas de automóviles.

Mecanizar los avellanados para aceptar insertos de gran tamaño le permite controlar el ajuste de interferencia para que los asientos no se suelten. Recortar el contrataladro también permite un mayor control del descentramiento y la concentricidad con la guía de la válvula. Los avellanados deben ser lisos, redondos, planos en la parte inferior y deben estar centrados con las guías para una alineación adecuada y una buena transferencia de calor entre el asiento y la cabeza.

Cuando los OEM comenzaron a endurecer por inducción el área del asiento de la válvula durante la transición al combustible sin plomo en la década de 1970, se suponía que el proceso produciría una profundidad de dureza de alrededor de 0,070". Sin embargo, se descubrió que volver a mecanizar los asientos durante el proceso de reconstrucción de la cabeza eliminaba la dureza y había que reemplazar los asientos. Esto condujo al crecimiento del mercado de asientos de válvulas que continúa hoy en día con culatas reconstruidas y el uso generalizado de aluminio.

Un fabricante dijo que un porcentaje significativo de las fallas de los asientos de válvulas se deben a una combinación incorrecta de válvula y asiento, a una geometría incorrecta del tren de válvulas o a la falta de concentricidad entre el asiento y la guía. Otra de las principales causas de falla son los problemas de preencendido.

Los problemas surgen cuando los asientos se calientan demasiado, lo que provoca microsoldaduras entre las válvulas y los asientos. Las válvulas son más duras que los asientos, por lo que partículas microscópicas de metal pueden adherirse a las válvulas. Cuando el motor se enfría, estas partículas se lavan hacia el escape. Esto provoca la recesión de los asientos en algunas aplicaciones, especialmente en motores de gas seco como el propano.

Se puede usar una variedad de métodos para quitar las inserciones del asiento de las cabezas de aluminio, pero se debe tener mucho cuidado para no dañar el escariado. El uso de un horno de limpieza puede funcionar para aflojar los asientos lo suficiente como para que se caigan. En otros casos, puede intentar usar un cortador un poco más pequeño que el diámetro exterior del inserto del asiento de la válvula existente para cortar el inserto viejo. Algunos reconstructores recomiendan usar una amoladora de troquel para cortar y debilitar el asiento (pero tenga cuidado de no cortar el asiento y el escariado). Hacer palanca en el asiento también puede funcionar si hay suficiente borde debajo del borde interior del asiento (nuevamente, no dañe el escariado).

En el lado de alto rendimiento, los constructores deben lidiar con temperaturas de combustión cada vez mayores y pueden preferir usar un asiento hecho de aleación de primera calidad. Si planea ejecutar nitroso o un sumador de energía, necesita un material de asiento para manejar las temperaturas. Las aplicaciones que usan válvulas de titanio pueden beneficiarse del uso de un material de aleación de cobre para el asiento debido a una mayor conductividad. Tenga en cuenta que el titanio no conduce el calor tan bien como el acero, por lo que el cobre ayudará a la transferencia de calor.

En los motores de serie, las guías de metal en polvo se utilizan cada vez en más aplicaciones. Algunos motores diesel usan recubrimientos como fosfato u otros tratamientos térmicos para reducir el desgaste en aplicaciones que usan combustible con bajo contenido de azufre. Guías de válvula de bronce utilizadas predominantemente en motores de producción de OEM europeos y en muchas aplicaciones de carreras.

Las guías de válvula desgastadas pueden costarle caballos de fuerza. Casi el 40 por ciento del calor se conduce a través de la guía de la válvula. A medida que aumenta la holgura, la conductividad del vástago a la guía cae, transfiriéndola toda a la guía. En muchos casos, es mejor usar guías de bronce porque alejan el calor de la camisa de agua de manera más efectiva, incluso si primero atraviesa el hierro fundido. El área de la superficie de la guía es aproximadamente cuatro veces mayor que la del vástago de la válvula, lo que hace que la conducción del calor en cuatro veces el área del hierro fundido reduzca drásticamente la temperatura.

A medida que la tecnología ha evolucionado y las tolerancias de mecanizado se han vuelto cada vez más pequeñas, las herramientas que utilizan los fabricantes de motores para realizar el trabajo de guía y asiento de válvula han pasado a otro nivel.

De los tres tipos de máquinas de asiento y guía disponibles, el tipo de "taladro de prensa" está comenzando a eliminarse gradualmente en más talleres. Este estilo de máquina con asiento y guía utiliza una columna sólida y una mesa flotante para moverse de una guía a otra. Estas son máquinas básicas de asiento y guía y tienen algunas limitaciones en comparación con algunas de las más avanzadas, sin embargo, algunos talleres más pequeños todavía las usan. Los usos de estos pueden ser mejores para el trabajo de motores pequeños en cortadoras de césped y equipos de jardinería. Los motores de automóviles de último modelo requieren tolerancias más estrictas que las que estas máquinas pueden soportar de manera confiable.

Si está buscando una nueva máquina en el mercado, debe hacerse algunas preguntas calificativas antes de comenzar a comprar. En primer lugar, ¿por qué lo necesita? ¿Está actualizando equipos viejos o desgastados? ¿Podrá manejar más trabajos y hacer crecer su negocio con una nueva máquina? ¿Con qué tamaño de cabeza trabajas principalmente? ¿Necesita algo que pueda realizar múltiples tareas? ¿Necesita automatizar más procesos para aprovechar mejor sus recursos humanos?

Pensar en estas preguntas debería ayudarlo a decidir qué tipo de máquina se adaptará a sus necesidades. Por ejemplo, si tiene un taller pequeño y se encuentra con poco espacio, un centro de mecanizado multipropósito podría liberar espacio al combinar el trabajo del cabezal con el rectificado y el mandrinado. También debe trazar un mapa de cuánto cuesta una máquina nueva en comparación con cuánto generará potencialmente. En su mayor parte, el precio es lo último a considerar, pero sabemos que todos tienen un presupuesto para mantenerse dentro.

Una buena máquina debe hacer todo lo que usted desea y se pagará sola a largo plazo en lugar de optar por una opción de bajo costo que pueda pagar en este momento. El precio de una máquina con asiento y guía completamente equipada puede ser de más de $100,000 o más, dependiendo de cuántas campanas y silbatos desee. Los centros de mecanizado multipropósito pueden variar en precio hasta $35,000 o más, según las herramientas y las características. Busque una máquina que le haga ganar dinero y le brinde un sólido retorno de su inversión. Siempre debe esforzarse por mejorar la calidad y la productividad, lo que a su vez aumentará la rentabilidad de su negocio.

Ha habido muchas mejoras en herramientas y accesorios en los últimos años. Si bien muchas máquinas se ven similares, las diferencias más significativas se encuentran en el tipo de sistema piloto utilizado (piloto "vivo" versus piloto "fijo"), los sistemas de fijación, sujeción y nivelación, las características operativas del cabezal de la máquina, el tamaño del trabajo mesa, almacenamiento para herramientas y diferencias en las herramientas mismas. La mayoría de las máquinas de guía y asiento de válvula vienen con un cabezal de flotador de aire para permitir un reposicionamiento rápido. Un cabezal basculante alinea el husillo con la guía en la culata. Los cortadores de carburo preformados que cortan los tres ángulos de la válvula en un solo paso eliminan la necesidad de colocar cuchillas separadas y mantienen una mejor consistencia del ancho, el tamaño y la ubicación de los cortes.

Algunas otras cosas que debe considerar al mirar las máquinas de guía y asiento de válvula incluyen: La precisión del cabezal de corte, ¿puede inclinarse +/- 15 grados para el trabajo de guía de válvula inclinada? ¿Hay un probador de vacío incorporado para probar su trabajo antes de sacarlo de la máquina? ¿El motor y la variación de rpm son adecuados para las necesidades de su taller?

Una cosa que no está en la lista es el precio. Si bien hay mucha información técnica para comprender y considerar, el costo debe ser lo último que considere al elegir un nuevo equipo. El alto precio del equipo puede ser un impedimento para algunas tiendas, pero primero trate de pensar en sus necesidades como un negocio. Recuerde, ninguna máquina herramienta vale la pena si no puede pagarse por sí misma. Realizar un trabajo de calidad es una de las medidas más importantes de su éxito y, en última instancia, le traerá más negocios. Ya sea que compre una máquina de asiento y guía nueva o usada, debería ayudarlo a expandir sus capacidades y hacer el trabajo que su máquina de asiento y guía actual no puede.

Combinar su sentido de maquinista con un enfoque empresarial lo ayudará a mejorar la productividad y la rentabilidad.