Troca de Válvulas: Como obter um correto assentamento?

Troca de Válvulas: Como obter um correto assentamento?

15/06/2018 0 Por Serraf

A válvula é o último e único elemento da cadeia cinemática da distribuição que funciona dentro da câmara de combustão e permite de acordo a sua função de admissão ou escape, a entrada de mistura (Ar-gasolina, Diesel, GNV, etc.) a temperatura normal do motor em funcionamento e a saída dos gases queimados muito mais quentes.

Segundo a empresa BBB as cabeças das válvulas do mesmo cilindro (motor normal ou multiválvulas), em cada ciclo acumulam, durante a marcha, grandes quantidades de calor, produzidas na câmara de combustão. Obviamente a cabeça da válvula de escape é a que está mais comprometida, o que quer dizer, que acumula muito mais calor que a cabeça da válvula de admissão, mas por quê?

Porque a válvula de admissão é refrigerada em parte pela nova mistura ar-combustível que se introduz no cilindro, ao começar cada ciclo?

Aproximadamente 76 % do calor que recebe a válvula se acumula na cabeça, enquanto os 24% restantes transmitem-se ao haste. Na medida que aumentamos as rotações do motor, os “golpes” de calor acontecem com mais freqüência e a acumulação do mesmo calor e maior. Então devemos conseguir dissipar, ou descarregar parte da excessiva temperatura, que em cada ciclo recebe na zona da cabeça da válvula.

Esta operação se logra através do contato uniforme de toda a superficie do assento da válvula com a sede e com giro permanente da válvula sobre o seu própio eixo. O mais importante é evitar que a temperatura da cabeça da válvula não supere 400º C em admissão e os 800º C na válvula de escape. Se não conseguir manter a temperatura dentro dos parametros citados, o calor vai se acumulando, progressivamente em cada ciclo de funcionamento do motor, comprometendo sobretudo a válvula de escape.

O que vai originar:

  1. Distorções

  2. Maiores dilatações ocasionando interferências (haste – guia), com possibilidades de engripamento.

  3. A perda da película de lubrificação com possibilidade de engripamento.

  4. Fadiga térmica.

Cada uma destas causas em forma individual ou em conjunto, originam falhas prematuras nas válvulas.

Então, sabemos que para conseguir uma boa e rápida dissipação de calor na cabeça da válvula, devemos tratar de obter a maior superficie de contato de apoio da válvula com o assento da tampa, sem prejudicar as outras funções. Não esqueçamos que num motor que funciona a 4.000 RPM (Rotações por minuto), uma válvula abre e fecha 33 vezes por segundo e a sua permanência em contato com o assento é escassamente de 2 centêsimos de segundo (0,025). Como se pode observar, dispomos de um lapso de tempo muito breve para evacuar os golpes de calor que ficam acumulando-se em cada ciclo.

O recontrutor de motores projetava antigamente o assento da tampa de cilindros ou no bloco (de acordo a localização no motor) com fresas ou pedras e utilizaba o método de esmerilado ou lapiado para irrmanar o assento e a sede.

O método de esmerilado não ficou em desuso, ainda pelos problemas que origina e que detalhamos a continuação:

  1. Se as superficies (a) e (b) se irmanam, adquirem uma forma irregular e incontrolável (Fig 1)

  2. A estrutura geométrica de (a) fica definitivamente destruída (Fig. 2)

  3. A forma resultante das superfícies de apoio não bastam para assegurar uma boa transferência de calor entre a válvula e a tampa de cilindros através da sede (Fig. 2)

  4. Quando a superficie (b) é “rebatida” pela (a) (Fig. 2) o contato entre assentos será deficiente e provocará falhas durante o funcionamento do motor.

  5. Perdem-se as propriedades dos tratamentos térmicos

Sob estas condições de trabalho a válvula acaba sendo a mais prejudicada por falta de um bom contato entre assentos e a conseqüente dificuldade para dissipar o calor que se acumula na cabeça.

Para melhorar as condições de contato entre assentos, os fabricantes de motores estão abandonado este método há muitos anos, substituindo por alesado dos mesmos. O processo consistia em retocar os assentos com máquinas e ferramentas especias a uma diferênça de 0º 30′ a 1º 00′ entre os mesmos de acordo como se pode observar na figura 3. Este foi um avanço importante em relação ao sistema anterior, que ofereceu um bom resultado sem esmerilar válvulas (Fig. 3).

Na medida que os motores de última geração ficaram mais potentes, não em função de cilindrada, mas pelo aumento da relação de compressão, as R.P.M. e o melhoramento dos combustiveis a temperatura da câmara de combustão sofre um aumento considerável.

Foi necessário melhorar a qualidade das materias primas para fabricar as válvulas (segundo o tipo de motor) e o contato entre assentos. Com a incorporação de novas séries de máquinas (Serdi, Sunnen, Peterson, Berco, etc.) conseguiu-se aumentar a superficie de apoio entre os assentos, melhorando a rugosidade do acabado com ferramentas de três ângulos que alisam a sede da tampa de cilindro numa só operação e na sua correta geometria conseguindo uma menor diferença entre ângulos ( Ex. de 0º 00′ á 0º 09′) (Fig. 4 ) e comprimento do mesmo (Ej. Mercedes Benz OM serie 314/3152 / 352-A / 364/366/366-A/LA em admissão de 1,8 mm a 2,0mm e escape de 2,2 mm a 2,4 mm).

O rendimento do motor depende do correto mecanizado do assento da tampa em relação ao fixo da guia e a circularidade e concentricidade do assento da válvula com respeito ao eixo da haste, de maneira que quando a válvula começa a “martelar” a sede, a estanqueidade será sempre boa (Fig. 5) sem necessidade de ermanamento com esmeril.

Equivocadamente o mecânico ou o montador de motores, considera que pode existir perda de compressão através do assento-sede, exige, porém o esmerilhado da válvula por julgar mais seguro.

Não esqueçamos que a válvula dissipa o calor acumulado na sua cabeça e pescoço de empalme através do melhor contato e maior permanência de apoio entre assentos. Sabemos, também que, de acordo com o aumento das R.P.M., é cada vez menor o tempo de duração que cada válvula permanece em seu apoio, para realizar esta operação. Por isso é necessário dispor da maior superficie possível de contato entre assentos.

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