Segurament que hagis sentit parlar del encreuament de vàlvules, o potser no ho has fet i tens curiositat per saber què és. En aquest article t'expliquem tot el que has de saber sobre aquest concepte tan interessant que passa als motors de combustió interna. A més, aprendràs per a què serveix, les cotes en què es produeix, la durada, etc.
Què és la cruïlla de vàlvules
El encreuament de vàlvules, o solapament, en les obertures de les vàlvules d'admissió i fuita, consisteix en l'espai, mesurat en graus sexagesimals de gir de cigonyal, on la vàlvula d'escapament i la d'admissió es troben obertes simultàniament. Això passa en el moment en què el pistó està a la seva carrera ascendent, abans que es tanqui del tot la vàlvula d'admissió i el pistó arribi al PMS.
Per calcular la cruïlla de vàlvules es sumen els graus de l'Avanç d'Obertura d'Admissió (AAA) i els graus del Retard de Tancament d'escapament (RCE). A més, és important recordar que com més cruïlla de vàlvules, millor és la respiració a alts règims de gir. Dit d'una altra manera, s'aprofita la sortida dels gasos per generar una certa succió a la cambra de combustió per ajudar l'admissió.
Glossari de termes
Com veus, apareixen una sèrie de termes que potser no coneguis. Per això, faig una mena de glossari per explicar tots i així tenir clar de què s'està parlant:
- PMS: en els motors de combustió interna alternatius que usen èmbol i pistó, hi ha dos punts morts, el superior o PMS i l'inferior o PMI. És a dir, marquen el començament i el final del recorregut del pistó. Per tant, el PMS és el punt mort en què el pistó arriba a la part superior de la cambra de combustió.
- AAA (Avanç de l'Obertura d'Admissió): als motors de quatre temps, el millor moment per obrir la vàlvula d'admissió és quan el pistó és al punt més alt del recorregut o PMS. Tot i això, com que la barreja d'aire i combustible es troba en moviment, obrir la vàlvula abans del PMS permet que s'ingressi per més temps al cilindre, aconseguint un millor omplert.
- RCE (retard del tancament d'escapament): a causa de la inèrcia dels gasos d'escapament, continuen sortint per la vàlvula d'escapament fins i tot quan el pistó arriba al PMS i inicia la carrera descendent. Per aquest motiu, es retarda el tancament de la vàlvula d'escapament. És a dir, hi haurà un moment, com hem vist abans, que la d'admissió i la d'escapament (encreuament de vàlvules) estiguin oberts.
Per què serveix la cruïlla de vàlvules
Com he esmentat a l'anterior paràgraf, una cruïlla de vàlvules permet una millor respiració. Si és ampli, us permetrà al motor assolir unes RPM més altes, encara que el funcionament a baixes velocitats reduirà dràsticament el rendiment del motor. És a dir, a baixes RPM lliurarà menys potència i parell motor. Això pot ser interessant per a vehicles de competició que solen treballar a altes RPM la majoria del temps.
Per contra, quan la cruïlla de vàlvules és curta, guanya rendiment a règims baixos, però ho perd a altes RPM (aprox. a partir de 3500 o 4000 RPM, segons el disseny del motor). Això pot ser interessant per a vehicles que estan treballant de manera més constant a RPM baixes i no solen arribar a RPM tan altes.
Entre quines dues cotes es produeix la cruïlla de vàlvules
Aquesta cruïlla de vàlvules passa entre dues cotes conegudes. Es produeix entre l'AAA (Avanç a l'Obertura d'Admissió) i el RCE (retard al tancament d'escapament). Aquest és el moment exacte quan es produeix l'anomenat solapament.
Encreuament vs. durada en un arbre de lleves
L'encavalcament o encreuament de vàlvules necessita un disseny molt preciós de l'arbre de lleves, és a dir, un control de la durada en un arbre de lleves perquè la vàlvula d'admissió i fuga se sincronitzin i romanguin obertes simultàniament en un punt. A més, cal trobar un balanç entre aprofitar l'energia del motor i reduir les emissions, una cosa molt important actualment.