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Jan 05, 2024

¿Qué causa la recesión de la válvula de escape en un motor? — Noticias generales de aviación

Por Ben Visser · 23 de noviembre de 2022 · 8 comentarios Esa es una pregunta que recibo

Por Ben Visser · 23 de noviembre de 2022 · 8 comentarios

Esa es una pregunta que recibo a menudo y es una muy buena pregunta.

Pero como ocurre con tantas cosas en la aviación, y en la vida, no hay una respuesta muy definitiva.

Ha habido varias teorías sobre la causa, incluida una que afirma que el plomo en el combustible actúa como un lubricante para proteger el asiento de la válvula del desgaste.

Esto puede ser un poco cierto, pero no responde por qué cuando se asienta un motor con combustible con plomo y luego se cambia a combustible sin plomo, los asientos generalmente están bien.

Otra teoría es que el aditivo de plomo en avgas se alea de alguna manera en el asiento o endurece el material del asiento.

Nuevamente, eso puede ser posible, pero mi conocimiento metalúrgico limitado no lo compra por completo.

Los asientos de escape de hierro suelen ser tan duros como pueden hacerlos cuando se fabrican. Me han dicho que si se hicieran más duros, serían quebradizos y propensos a agrietarse. Un poco de plomo suave probablemente no ayudaría.

Entonces, ¿cuál es la respuesta?

La teoría que tiene más sentido para mí es que el plomo ayuda a sellar y mejora la transferencia de calor térmico.

Cuando se instalan el asiento y la válvula, hay pequeñas imperfecciones en las superficies de contacto del proceso de pulido. Esto permite que una pequeña cantidad de gases se escape a través de la válvula, lo que aumenta la temperatura de la válvula y el asiento.

Esta es una cantidad muy pequeña, pero al igual que el anillo del sello de la pared del cilindro, necesita algo de desgaste para "rodar" el asiento.

Los subproductos de plomo de la combustión rellenan esas imperfecciones y proporcionan un mejor sello para la válvula.

La segunda parte de esto es la transferencia térmica de calor al asiento de la válvula.

Cuando la válvula de escape se abre al final del ciclo de combustión, es golpeada por el frente de llama súper caliente del proceso de combustión. Esto eleva la temperatura de la válvula de escape, especialmente los bordes de la válvula y el área del asiento.

Para enfriar la válvula, gran parte del calor se transfiere por el vástago hasta el área de la guía de la válvula e incluso al aceite en el área del resorte de la válvula.

Esta es la razón por la que algunos motores tienen válvulas llenas de sodio para mejorar la tasa de transferencia de calor de la válvula.

Pero el borde de la válvula o el área del asiento recibe la mayor parte del calor de los gases de escape. Para enfriar esa área, gran parte del calor se transfiere al asiento de la válvula durante los ciclos de admisión, compresión y encendido.

Cuando se utiliza un combustible con plomo durante el rodaje, los subproductos de plomo de la combustión llenan los pequeños valles que deja el proceso de molienda. Esto mejora la tasa de transferencia de calor que, a su vez, ayuda a mantener bajo control la temperatura de los bordes de la válvula de escape.

En ausencia de plomo, una cara de válvula mucho más caliente golpea el asiento que, con el tiempo, puede causar erosión.

Hay muchos factores que afectan el proceso de recesión. Uno es carga.

Es por eso que muchos automóviles no se vieron afectados cuando se les obligó a usar combustibles sin plomo en la década de 1970. Operan con un factor de carga mucho más bajo que un motor de avión en crucero.

Además, la mayoría de ellos comenzaron su vida con combustibles con plomo y los combustibles con plomo todavía se producían en la década de 1980.

Otro factor son las RPM. Cuanto menor sea el rango operativo de RPM, mejor será la tasa de transferencia de calor al asiento.

Es por eso que los vehículos como los tractores agrícolas que funcionan de 1000 a 1200 rpm no tuvieron un problema significativo al cambiar a combustibles sin plomo. También están refrigerados por líquido, por lo que la temperatura en el área del asiento de la válvula podría controlarse mejor.

El problema más significativo estaba en los camiones a gasolina. Aunque estaban refrigerados por líquido, funcionaban a RPM más altas y bajo cargas más altas.

¿Será la recesión de válvulas un problema en aeronaves operadas con combustible sin plomo?

Creo que existe una posibilidad, especialmente en aviones más antiguos después de haber sido reacondicionados con piezas nuevas de stock.