♦ Con asientos y guías de alta conductividad térmica y revestimientos especiales de contacto se puede bajar la temperatura de la válvula hasta en 70°C
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| Federal-Mogul Powertrain ha desarrollado nuevos materiales de elevada conductividad térmica para asientos y guías de válvulas |
En el reciente Salón del Automóvil de Francfort, Federal-Mogul Powertrain ha presentado unos asientos y guías de válvulas en cuya construcción se usan materiales de alta conductividad térmica y un revestimiento especial que, según aseguran los ingenieros de esta compañía pueden reducir las temperaturas de la válvula hasta en 70°C, permitiendo una mejor combustión y menores emisiones.
La mayor conductividad térmica de esos nuevos materiales también puede contribuir a una distribución más homogénea de la temperatura circunferencial en la zona en que asienta la válvula y alrededor de la culata, según subrayaba Gian Maria Olivetti, director de Tecnología de Federal-Mogul Powertrain, durante la presentación de estos productos.
En efecto, el calor de la cabeza de la válvula es transmitido en gran parte a la camisa de refrigeración de la culata, pero con los nuevos materiales de asiento se consigue evacuar más calor de la cabeza de la válvula, evitando que se transfiera hacia la parte más caliente de la cámara de combustión y disminuyendo la temperatura de los gases al final del tiempo de compresión, con lo que se reduce el riesgo de que hagan acto de presencia los golpeteos antes mencionados y se consigue mayor margen de avance del encendido para optimizar la combustión.
Por su parte, el calor del vástago de la válvula llega a la culata a través de la guía de ésta por lo que usando también esos nuevos materiales, Federal-Mogul Powertrain asegura que se logra evacuar más calor desde el propio vástago, evitando que se transfiera a través de la guía de la válvula a la culata y dejando la temperatura por debajo de los niveles en que las juntas del vástago y el aceite lubricante comienzan a degradarse. En lo referente a las aleaciones de los cabezales de las válvulas de escape, cada reducción de 20°C de la temperatura suprime la necesidad de tener que saltar al siguiente nivel de prestaciones de la aleación correspondiente, y ya se sabe que todo salto a un nivel superior de prestaciones se traduce en un incremento del coste.
¿De qué están hechos los nuevos materiales?
Los materiales de elevada conductividad térmica que ha preparado Federal-Mogul Powertrain son fórmulas de polvo metálico utilizadas tanto en los asientos como en las guías de válvulas con especificaciones que se pueden ajustar a una amplia panoplia de necesidades. Los asientos de válvulas utilizan una infiltración de cobre para mejorar la transferencia térmica; las guías de las válvulas, donde las temperaturas son menos elevadas y que requieren porosidad con el fin de retener el aceite, usan una combinación de partículas libres de cobre y aleaciones finas de cobre conectadas entre si. En el caso de los insertos de asientos de válvulas de doble capa compuesta, el material secundario del inserto ya no es un material barato para la capa del asiento que entra en contacto con la cabeza de la válvula sino que se trata de un material pensado específicamente para evacuar más calor de la cabeza de la válvula.
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| El revestimiento térmico de contacto desarrollado por Federal-Mogul Powertrain mejora sensiblemente la transferencia térmica a través del espacio entre el inserto del asiento y la culata |
La efectividad de todos estos desarrollos ha sido comprobada por Federal-Mogul Powertrain en una serie de pruebas llevadas a cabo en su centro de Burscheid (Alemania) sobre modernos motores de gasolina con turbocompresor. La combinación de los nuevos materiales de alta conductividad térmica y revestimiento térmico de contacto ha obtenido como resultado una bajada de entre 26 y 32ºC de los picos de temperatura en las cabezas de las válvulas de admisión. En las cabezas de las válvulas de escape la mejoría ha sido aún más notable ya que el pico se ha reducido 70°C en una válvula sólida mientras que en una hueca rellena de sodio la reducción ha sido de hasta 67°C.
Desde Federal-Mogul Powertrain aseguran que todos estos nuevos materiales se encuentran ya listos para la producción y que algunos de sus clientes ya disponen de muestras de insertos de asientos y guías de válvulas para llevar a cabo sus propias pruebas, habiendo recibido ya un primer pedido cuyo comienzo de producción está previsto para 2018.
A pesar de que vayan dirigidos principalmente a aplicaciones de gasolina, en Federal-Mogul Powertrain recalcan que estos materiales podrían ser igualmente beneficiosos para asientos y guías de válvulas en motores turbodiésel de altas prestaciones así como en motores diésel de vehículos pesados.