Alvanços i retarts de vàlvules

Archiu:Ciclo del motore 4T.svg

1=PMS
2=PMI
 A: Admissió 
 B: Compressió 
 C: Combustió 
 D: Escape 

Es denomina alvanços i retarts de vàlvules als canvis en els moments en que òbrin i tanquen les vàlvules en els motors de combustió interna de quatre temps, con relación a el moment teòric per a fer-ho. El moment teòric per a obrir i tancar les vàlvules és en el PMS i en el PMI (les vàlvules d'admissió òbrin en el PMS i tanquen en el PMI, mentres que les vàlvules d'escape ho fan a l'inversa; vore Cicle Otto), pero en alvançar les obertures i retardar els tancaments, es conseguix aumentar en forma significativa el rendiment i les prestacions del motor, en millorar la velocitat en la que es buida el cilindre dels gasos de la combustió, i aumentar la cantitat de mescla aire/combustible que ingressa al cilindre.

Alvanços i reculada

Estos canvis són calculats pels ingeniers en dissenyar el motor, i estan relacionats en la posició de les levas en l'arbre de levas. Per a canviar els alvanços i reculada de les vàlvules, per eixemple per a aumentar la potència en un motor destinat a competicions, és necessari reemplaçar l'arbre de levas complet. Tant l'alvanç com la reculada es medix en els graus que gira el cigonyal abans o en acabant de que el pistón alcance el PMS (punt mort superior) o el PMI (punt mort inferior). Els alvanços i reculada són quatre, a saber:

Alvanç de l'Obertura d'Admissió (AAA)

Si analisem el funcionament d'un motor de quatre temps, veem que el millor moment per a obrir la vàlvula d'admissió és quan el pistón es troba en el punt més alt del seu recorregut (cridat punt mort superior). No obstant, degut a que la mescla aire/combustible es troba en moviment, en obrir la vàlvula d'admissió abans que el pistón aplegue a el PMS, permet que esta ingresse per més temps al cilindre, conseguint un millor omplit.

Retart del Tancament d'Admissió (RCA)

Per la mateixa raó, per l'inèrcia que manté la mescla aire/combustible, si mantenim la vàlvula d'admissió oberta un temps despuix que el pistón va alcançar el PMI, inclús quan este està ya pujant, permetem que continue entrant la mescla, lo que permet un omplit encara major del cilindre, en el consegüent aument del rendiment del motor. Un atre motiu és l'aument de rendiment o d'aprofitament del treball que pot produir el motor en conseguir una carrera d'expansió més llarga que la d'admissió, no obstant construir un motor que conseguixca açò mecánicamente requerix moltíssima complexitat i ademés d'això les pèrdues mecàniques serien inclús majors a l'aprofitament, per no parlar de que la carrera de compressió també seria més llarga, aixina que no seria rendable. En retardar el tancament de l'admissió la carrera de compressió és més curta que la d'expansió, conseguint este major aprofitament.

Alvanç de l'Obertura d'Escape (AAE)

Sol ser d'uns 40-45° abans de el PMI, lo que permet buidar el cilindre més ràpidament. Teòricament, en açò es pert potència en estar els gasos de la combustió fent pressió sobre el pistón durant menys temps, pero esta pèrdua és molt baixa i es compensa en créixens en aumentar la velocitat de buidat del cilindre.

Retart del Tancament d'Escape (RCE)

De la mateixa manera que en els casos anteriors, per l'inèrcia que mantenen els gasos d'escape, estos continuen eixint per la seua vàlvula, inclús quan el pistón va passar el PMS i va iniciar la carrera descendent. L'obertura de la vàlvula d'admissió s'efectua moments abans del tancament de l'escape, per a optimisar, novament per l'inèrcia que presenten els gasos frescs i cremats, l'intercanvi dels mateixos dins del cilindre.

El "creuament de vàlvules"

Este "solapamiento" en les obertures de les vàlvules d'admissió i escape, cridat creuament de levas o creuament de vàlvules, consistix en l'espai, medit en graus sexagesimals de gir del cigonyal, en el que la vàlvula d'escape i la d'admissió es troben obertes en forma simultànea. Sol ser d'uns 20° a 25° per a motors normals d'us urbà o carretera, i en el cas dels motors d'altes prestacions, per a competició, pot aplegar a 32° o inclús més. Un creuament de vàlvules ampli permet al motor alcançar unes RPM més altes, pero el seu funcionament a baixes velocitats reduirà dràsticament el rendiment del motor, entregant menys potència i un parell motor menor. Pel contrari, un creuament de levas curt, permetrà al motor obtindre un bon rendiment a règims baixos, pero per dalt de les 3500/4000 RPM (depenent del disseny del motor) les seues prestacions decauen.

El caràcter compresible de la mescla aire/combustible, unit als fenomens d'inèrcia que es produïxen, permeten ampliar l'espai d'obertura de les vàlvules, optimisant el procés de buidat i omplit del cilindre (lo que sol cridar-se la respiració del motor), fent-ho més eficient. Els gasos producte de la combustió han alcançat una alta velocitat en ser agranats pel pistón en la seua carrera ascendent, acostant-se a el PMS. Els gasos d'escape continuen eixint per efecte de l'inèrcia, aun cuando el pistón ha passat el PMS i comença a descendir. Mantenint oberta la vàlvula d'escape es conseguix buidar completament el cilindre d'estos gasos, que continuen eixint per efecte de l'inèrcia ya mencionada, a pesar de que el pistón es troba descendint, ya en la fase d'admissió.

Previ a lo expost anteriorment, alvançant l'obertura de l'admissió abans que el pistón aplegue a el PMS, permet que els gasos d'escape, que estan ya eixint a gran velocitat, arrastren tras de sí als gasos frescs, presents en la lumbrera d'admissió. Aixina es conseguix un omplit del cilindre més ràpit i complet. Quant major siguen els ànguls AAA i RCE major serà l'intercanvi. Per esta raó, per a poder elevar les RPM del motor (al marge d'atres canvis que poden o deuen fer-se en el motor), cal accelerar el buidat i omplit del cilindre. Açò es conseguix, entre atres coses, aumentant el creuament de vàlvules. En canvi, a baixes RPM part dels gasos frescs escaparan per la vàlvula d'escape abans que esta es tanque, en lo que la força de l'explosió és menor, i en conseqüència, disminuïxen el parell motor i la potència.