Aplicación de Métodos Numéricos al Diseño de Válvulas para Motores de Combustión Interna

Abstract

Los motores de combustión interna utilizados en automóviles están obligados a lograr un aumento de la potencia específica, ahorro en el consumo de combustible, costos competitivos de fabricación, y la satisfacción de normas medioambientales cada vez más estrictas para los gases residuales de la combustión. Estos factores han generado que las exigencias en el diseño de los componentes de un motor se incrementen notoriamente. Las válvulas de motores de combustión interna, utilizadas para controlar el flujo de gases entrantes y salientes de la cámara de combustión, están sometidas a esfuerzos mecánicos y térmicos originados por cargas de inercia e impacto, como así también elevadas presiones y temperaturas provenientes del proceso de combustión, en atmósferas agresivas que degradan la resistencia
de los materiales. Para asegurar que el diseño cumpla con las demandas de fabricantes y usuarios, se requieren análisis y ensayos específicos termomecánicos, de desgaste y de fatiga, para determinar tanto la magnitud de las solicitaciones como la aptitud del componente para resistirlas. En este trabajo, se presenta un resumen de los métodos numéricos utilizados para el diseño de válvulas de motores de combustión interna, combinando el método de los elementos finitos y diferentes técnicas experimentales, para obtener los parámetros que cada modelo computacional requiere.