Seguramente que hayas escuchado hablar del cruce de válvulas, o tal vez no lo has hecho y tienes curiosidad por saber qué es. En este artículo te explicamos todo lo que debes saber sobre este concepto tan interesante que ocurre en los motores de combustión interna. Además, aprenderás para qué sirve, las cotas en las que se produce, la duración, etc.
Qué es el cruce de válvulas
El cruce de válvulas, o solapamiento, en las aperturas de las válvulas de admisión y escape, consiste en el espacio, medido en grados sexagesimales de giro de cigüeñal, en el que la válvula de escape y la de admisión se encuentran abiertas simultáneamente. Esto sucede en el momento en el que el pistón está en su carrera ascendente, antes de que se cierre del todo la válvula de admisión y el pistón llegue al PMS.
Para calcular el cruce de válvulas se suman los grados del Avance de Apertura de Admisión (AAA) y los grados del Retraso de Cierre de Escape (RCE). Además, es importante recordar que a mayor cruce de válvulas, mejor es la respiración a altos regímenes de giro. Dicho de otro modo, se aprovecha la salida de los gases para generar una cierta succión en la cámara de combustión para ayudar a la admisión.
Glosario de términos
Como ves, aparecen una serie de términos que tal vez no conozcas. Por ello, hago una especie de glosario para explicarlos todos y así tener claro de qué se está hablando:
- PMS: en los motores de combustión interna alternativos que usan émbolo y pistón, existen dos puntos muertos, el superior o PMS y el inferior o PMI. Es decir, marcan el comienzo y el final del recorrido del pistón. Por tanto, el PMS es el punto muerto en el que el pistón llega a la parte superior de la cámara de combustión.
- AAA (Avance de la Apertura de Admisión): en los motores de cuatro tiempos, el mejor momento para abrir la válvula de admisión es cuando el pistón está en el punto más alto del recorrido o PMS. Sin embargo, como la mezcla de aire y combustible se encuentra en movimiento, abrir la válvula antes del PMS permite que se ingrese por más tiempo al cilindro, consiguiendo un mejor llenado.
- RCE (Retraso del Cierre de Escape): debido a la inercia de los gases de escape, continúan saliendo por la válvula de escape incuso cuando el pistón llega al PMS e inicia la carrera descendente. Por ese motivo se retrasa el cierre de la válvula de escape. Es decir, habrá un momento, como hemos visto antes, que la de admisión y la de escape (cruce de válvulas), estén abiertos.
Para qué sirve el cruce de válvulas
Como he mencionado en el anterior párrafo, un cruce de válvulas permite una mejor respiración. Si es amplio, le permitirá al motor alcanzar unas RPM más altas, aunque el funcionamiento a bajas velocidades reducirá drásticamente el rendimiento del motor. Es decir, a bajas RPM entregará menos potencia y par motor. Esto puede ser interesante para vehículos de competición que suelen trabajar a altas RPM la mayoría del tiempo.
Por el contrario, cuando el cruce de válvulas es corto, gana rendimiento a regímenes bajos, pero lo pierde a altas RPM (aprox. a partir de 3500 o 4000 RPM, según el diseño del motor). Esto puede ser interesante para vehículos que están trabajando de forma más constante a RPM bajas y no suelen llegar a RPM tan altas.
Entre qué dos cotas se produce el cruce de válvulas
Dicho cruce de válvulas ocurre entre dos cotas conocidas. Se produce entre el AAA (Avance a la Apertura de Admisión) y el RCE (Retraso al Cierre de Escape). Ese es el momento exacto cuando se produce el llamado solapamiento.
Cruce vs. duración en un árbol de levas
El solapamiento o cruce de válvulas necesita un diseño muy precioso del árbol de levas, es decir, un control de la duración en un árbol de levas para que la válvula de admisión y escape se sincronicen y permanezcan abiertas simultáneamente en un punto. Además, se debe encontrar un balance entre aprovechar la energía del motor y reducir las emisiones, algo muy importante en la actualidad.