ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE CHIMBORAZOINGENIERA AUTOMOTRIZ PARTES Y PIEZAS AUTOMOTRICESNombre: Ivn Torres 1269Fecha: 02/06/2015Tema: Seleccin de materiales para vlvulas de admisin y escape de motor de combustin interna

Seleccin del material adecuado para las vlvulas de admisin y las de escape de un motor de combustin interna para un vehculo convencional de turismo de una gama media, Volkswagen gol 1.6cc, las cuales deben mantener o mejorar sus propiedades cuando realicen su funcin dentro del motor de combustin. Este tipo motor mantiene una temperatura mxima de funcionamiento entre los 85 OC y 92 OC, adems la culata del motor est diseada para 8 vlvulas, el motor de este vehculo tiene una relacin de compresin de 8,5:1, el vehculo utiliza de combustible la gasolina. La seleccin se realizara con los criterios y condiciones dadas en clase.

Funcin.Para qu se usara el producto?Este tipo de vlvulas cierran hermticamente la cmara de combustin y controlan el reciclaje de gases en el motor.

Restricciones.Qu condiciones debe cumplir?Son componentes sometidos a elevados esfuerzos trmicos y mecnicos, adems estn expuestas a la corrosin y elevadas temperaturas (800 oC). Son las causas lgicas del desgaste de las vlvulas y sus efectos son totalmente nocivos en el funcionamiento del motor.Variables a optimizar.Qu caracterstica puede ser minimizada o maximizada?Una de las principales caractersticas es su resistencia a elevadas temperaturas, a la termo corrosin que acorta su vida til y adems a la corrosin fra producida por los gases que no escapan y se quedan atrapados, estos se acumulan en el vstago de la vlvula y al condensarse forman un cido humedeciendo las vlvulas cuando se apaga el motor. Entonces Segn el tipo de motor de combustin y el tipo de combustible que utilice se puede variar estos factores de resistencias a la temperatura y la corrosin, variando el tipo de material o aleacin.Otro factor importante que depende mucho del tipo de motor, es la resistencia mecnica ya que es levantada de su asiento varios miles de veces por minuto. Y como consecuencia tiende a fallar por impacto o por rotura.

Materiales disponibles para su construccin.

MaterialResistencia a la corrosin.Resistencia al desgaste. (mecnicas)Refrigeracin o disipacin de calor.PesoCosto

Aceros templables al cromo-nquel-silicio para V. admisin y aceros inoxidables al cromo-nquel-manganeso para V. escape.BajaBuenaBajaAltoBajo

Acero templable para vstago y para la cabeza o platillo de la vlvula de acero inoxidable.Muy buenaMuy buenaMedioMedioBajo

Aleaciones de base de cobalto Stellite, con base hierro o nquel.Muy buenaMuy buenaBuenaMedioMedio

Relleno con sodio metlico en el interior de las vlvulas y la parte externa con acero templado y acero inoxidable. BuenaBuenaMuy buenaMedio Medio

Titanio con capa de nitrato pulverizado Muy buenaMuy buenaMuy buenaBajoAlto

Caractersticas de los materiales disponibles.

Las vlvulas de admisin y de escape comnmente se construyen de un solo material que conforma el vstago y la cabeza. Para las vlvulas de admisin se suelen utilizar aceros templables al cromo-nquel-silicio, los que poseen excelentes propiedades mecnicas aunque no son tan buenos frente a la corrosin. Para las vlvulas de escape se usan aceros inoxidables al cromo-nquel-manganeso.

Por medio de un proceso de soldadura, se conforma el vstago de un material, usualmente acero templable; y la cabeza de otro, generalmente acero inoxidable. De esta manera se consigue mayor resistencia a la corrosin a altas temperaturas en los aceros inoxidables austenticos de la cabeza y elevada resistencia al desgaste en los aceros inoxidables martensticos de los vstagos. Se usa esta tcnica en vlvulas de escape con exigencias medias a altas y en vlvulas de admisin de alta exigencia.

Para mejorar la resistencia a la corrosin y al desgaste a altas temperaturas, principalmente de las vlvulas de escape, se adiciona un cordn de material sobre la cabeza de la vlvula que posteriormente conformar el asiento. Usualmente ese aporte adicional consiste en aplicar aleaciones de base de cobalto denominadas Stellite, aunque pueden ser tambin de base hierro o nquel.

En los motores de gran potencia, sometidos a trabajos duros, se emplea este tipo especial de vlvula que tiene la propiedad de auto refrigerarse a gran velocidad debido a un procedimiento consistente en rellenar el interior de las vlvulas con sodio metlico. Por supuesto, las piezas estn previamente ahuecadas. La autorefrigeracin es posible porque el sodio es un excelente conductor trmico y su punto de fusin es muy bajo (98 C), virtud por la cual entra en funcin inmediatamente despus de encendido el motor, conduciendo el calor desde la cabeza de la vlvula hacia la tapa del cilindro a travs de la gua.

El nuevo material del cual se construyen las vlvulas para un motor de combustin de alto rendimiento, son de titanio. Sus principales ventajas son su bajo peso especfico y su alta resistencia mecnica. Por estas virtudes es ampliamente difundida su utilizacin en autos de competicin. Posee la desventaja de que su durabilidad es limitada.

Despus de haber analizado las diferentes propiedades y caractersticas de los materiales expuestos anteriormente. De los cuales se pueden fabricar vlvulas de admisin y de escape para el motor de un vehculo Volkswagen 1.6cc, se selecciona Acero templable para vstago y para la cabeza o platillo de la vlvula de acero inoxidable. Ya que no utiliza balancines sino propulsores y las vlvulas estarn sometidas a un mnimo de desgaste.Adems el motor funciona con una relacin de compresin 8,5:1 y con combustible gasolina por lo que se puede decir produce elevadas temperaturas o condiciones extremas y que requiere vlvulas que de una refrigeracin considerable. Y su costo no resulta tan elevado obteniendo buenas ventajas por parte de estos tipos de materiales.

Referencias. https://sites.google.com/a/guiasyvalvulas.com/guias-y-valvulas/informacion-general/datosgeneralesdevalvulasyguias http://es.slideshare.net/DIXON57/valvulas-8757524