Le valvole del motore sono componenti meccanici utilizzati nei motori a combustione interna per consentire o limitare il flusso di fluido o gas da e verso le camere di combustione o i cilindri durante il funzionamento del motore.
Funzionalmente si comportano in modo simile a molti altri tipi di valvole in quanto bloccano o fanno passare il flusso, tuttavia sono un dispositivo puramente meccanico che si interfaccia con altri componenti del motore come i bilancieri per aprire e chiudere nella corretta sequenza e con il tempismo corretto.
Il termine valvola del motore può anche riferirsi a un tipo di valvola di ritegno utilizzata per l'iniezione d'aria come parte dei sistemi di controllo delle emissioni e di ricircolo dei gas di scarico nei veicoli. Questo tipo di valvola del motore non verrà trattato in questo articolo.
Le valvole del motore sono comuni a molti tipi di motori a combustione, indipendentemente dal fatto che funzionino con un carburante come benzina, diesel, cherosene, gas naturale (GNL) o propano (LP). I tipi di motore variano in base al numero di cilindri che sono le camere di combustione che generano potenza dall'accensione del carburante.
Variano anche in base al tipo di funzionamento (2 tempi o 4 tempi) e al posizionamento di progetto delle valvole all'interno del motore [valvola in testa (OHV), camme in testa (OHC) o valvola in blocco (VIB)] .
Un motore a valvole in testa (OHV) è un motore a pistoni le cui valvole si trovano nella testata sopra la camera di combustione. Ciò contrasta con i precedenti motori a testa piatta, in cui le valvole si trovavano sotto la camera di combustione nel blocco motore.
L'albero a camme in un motore OHV tradizionale si trova nel blocco motore. Il movimento dell'albero a camme viene trasferito utilizzando aste di spinta e bilancieri per azionare le valvole nella parte superiore del motore.
Anche un motore con albero a camme in testa (OHC) ha valvole in testa; tuttavia, per evitare confusione, i motori a valvole in testa che utilizzano aste di spinta sono spesso chiamati "motori di spinta". Alcuni dei primi motori "aspirazione su scarico" utilizzavano un design ibrido che combinava elementi sia delle valvole laterali che delle valvole in testa.
La valvola che permette alla miscela di entrare nella bombola è la valvola di ingresso; quella attraverso la quale fuoriescono i gas esauriti è la valvola di scarico. Sono progettati per aprirsi e chiudersi in momenti precisi, per consentire al motore di funzionare in modo efficiente a tutti i regimi.
Il funzionamento è controllato da lobi a forma di pera, detti camme, su un albero rotante, l'albero a camme, azionato da una catena, una cinghia, o una serie di ingranaggi dall'albero motore.
Laddove l'albero a camme è montato nel blocco motore, le punterie dei piccoli cilindri in metallo si trovano nei canali sopra ciascuna camma e dalle punterie un'asta di spinta in metallo si estende nella testata del cilindro. La parte superiore di ciascuna asta di spinta incontra un bilanciere che appoggia contro lo stelo di una valvola, che è tenuta in posizione sollevata (chiusa) da una forte molla a spirale la molla della valvola.
Quando l'asta di spinta si alza sulla camma, fa perno sul bilanciere, che spinge la valvola verso il basso (aperta) contro la pressione della sua molla. Quando il lobo della camma ruota ulteriormente, la molla della valvola agisce per chiudere la valvola. Questo è chiamato sistema a valvole in testa (OHV).
Alcuni motori non hanno aste di spinta; le valvole sono azionate più direttamente da alberi a camme singoli o doppi nella testata stessa il sistema a camme in testa.
Poiché ci sono meno parti mobili tra l'albero a camme e la valvola, il metodo a camme in testa (OHC) è più efficiente e produce più potenza per una determinata cilindrata rispetto a un motore con aste di spinta, perché può funzionare a velocità più elevate. Con entrambi i sistemi, deve esserci del gioco libero nell'ingranaggio operativo, in modo che la valvola possa ancora chiudersi completamente quando le parti si sono espanse a causa del calore.
Un gioco preimpostato delle punterie è essenziale tra lo stelo della valvola e il bilanciere o la camma, per consentire l'espansione. I giochi delle punterie variano ampiamente su auto diverse e una regolazione errata può avere gravi effetti.
Se lo spazio è troppo ampio, le valvole si aprono tardi e si chiudono presto, riducendo la potenza e aumentando la rumorosità del motore.
Un gioco troppo piccolo impedisce la corretta chiusura delle valvole, con conseguente perdita di compressione. Alcuni motori sono dotati di punterie autoregolanti, azionate idraulicamente dalla pressione dell'olio motore.
La maggior parte delle valvole del motore sono progettate come valvole a fungo a causa del loro movimento di scoppio su e giù e presentano una testa della valvola a profilo conico che si adatta a una sede della valvola lavorata per sigillare il passaggio di fluidi o gas. Sono anche chiamate valvole a fungo per via della forma caratteristica della testa della valvola.
I due elementi primari sono lo stelo della valvola e la testa della valvola. La testa contiene un raccordo che conduce in una superficie della sede che viene lavorata a un angolo specificato per adattarsi alla lavorazione della sede della valvola a cui corrisponderà. La sede della faccia della valvola alla sede della valvola è ciò che fornisce la tenuta della valvola contro la pressione di combustione.
Lo stelo della valvola collega la valvola agli elementi meccanici del motore che azionano la valvola creando una forza per muovere lo stelo contro la pressione di sede fornita da una molla della valvola. La scanalatura di ritegno viene utilizzata per mantenere la molla in posizione e la punta dello stelo della valvola viene ripetutamente contattata da un bilanciere, una punteria o un dispositivo di sollevamento che aziona la valvola.
Esistono 3 diversi tipi di valvole motore come segue:
È anche conosciuto come una valvola a fungo per la sua forma. Viene utilizzato per controllare i tempi e la quantità di flusso di gas in un motore. Questa è la valvola più utilizzata in un motore di automobile. La valvola a fungo prende il nome a causa del suo movimento di schiocco su e giù.
Si compone di una testa e di uno stelo. La faccia della valvola solitamente con un angolo da 30° a 45° è rettificata perfettamente, poiché deve combaciare con la sede della valvola per una perfetta tenuta. Lo stelo ha una scanalatura di bloccaggio del fermo della molla e la sua estremità è a contatto con la camma per i movimenti su e giù di una valvola. Nello scarico, un differenziale di pressione aiuta a sigillare la valvola. Nelle valvole di aspirazione, il differenziale di pressione aiuta ad aprirle.
La valvola a manicotto, come suggerisce il nome, è un tubo o manicotto che si inserisce tra il pistone e la parete del cilindro nel cilindro di un motore a combustione interna, dove ruota/scorre.
Le porte sul lato delle maniche si allineano con le luci di ingresso e di scarico del cilindro nelle fasi appropriate del ciclo del motore.
La superficie interna del manicotto forma la canna interna del cilindro in cui scorre il pistone. Il canotto è in continuo movimento permette ed espelle i gas in virtù della periodica coincidenza di fori tagliati nel canotto con fori ricavati dalla colata del cilindro principale.
Vantaggi: Queste valvole sono di costruzione semplice e silenziose durante il funzionamento. C'è rumore perché non ci sono parti rumorose come camme delle valvole, bilancieri, punterie, valvole, ecc., La valvola a manicotto ha meno tendenza alla detonazione. Il raffreddamento è molto efficace in quanto la valvola è a contatto con le camicie d'acqua.
Esistono molti tipi di valvole rotative. La figura mostra la valvola rotativa a disco. È costituito da un disco rotante che ha una porta. Durante la rotazione comunica alternativamente con i collettori di aspirazione e scarico.
Vantaggi: Le valvole rotative sono di costruzione semplice e sono prodotte a costi inferiori. Sono adatti per motori ad alta velocità. Queste valvole hanno meno sollecitazioni e vibrazioni. I polpacci rotanti eseguono operazioni fluide, uniformi e silenziose.
