¿Qué es una válvula de manga?

La válvula de manguito era una alternativa popular a las válvulas de asiento en los motores de combustión interna desde principios hasta mediados del siglo XX. El sistema utilizó un manguito móvil con puerto ubicado entre el pistón y la pared del cilindro y rotado o movido hacia arriba y hacia abajo por un engranaje o actuadores accionados por el árbol de levas. Los puertos cortados en la manga correspondieron con los puertos de entrada y salida en la pared del cilindro. El movimiento del manguito alineó los orificios del manguito y del cilindro para permitir el flujo de gas o combustible o los bloqueó para sellar el cilindro para la compresión y la combustión. A pesar de la tendencia de este sistema de válvulas a consumir grandes cantidades de aceite de motor, ofreció varios beneficios notables sobre los sistemas de válvulas de asiento de esa época.

La válvula de manguito nació en 1904 de insatisfacción por parte de un tal Charles Yale Knight con los ruidosos motores de válvula de mariposa del día. Se dedicó a inventar un motor de combustión interna que presentara un par de mangas deslizantes dentro del cilindro que contenía el pistón. Los manguitos fueron accionados por bielas accionadas por árbol de levas y se deslizaron hacia arriba y hacia abajo para alinear o cerrar los manguitos y los puertos del cilindro. El combustible y los gases de escape fueron extraídos y expulsados ​​del motor a través de estos puertos en los puntos apropiados del ciclo de combustión. El motor «Silent Knight» demostró ser silencioso y eficiente, incluso si era un consumidor prodigioso de aceite de motor.

Otros ingenieros pronto comenzaron a copiar y mejorar el diseño de la válvula de manga. El diseño de Burt McCollum se apartó del original en el sentido de que presentaba una sola manga que combinaba la acción hacia arriba y hacia abajo con una rotación parcial de la manga. Este diseño se basó en una leva excéntrica accionada por engranajes para proporcionar el movimiento de la manga. La configuración de una sola manga no solo mejoró el rendimiento del diseño en su conjunto, sino que también curó en gran medida el problema del consumo excesivo de aceite. La válvula de manga única se usó ampliamente en grandes motores radiales de aviones hasta la introducción de motores a reacción en la década de 1950.

El sistema de válvula de manga ofreció varias ventajas distintas sobre los motores equipados con válvula de asiento de la época. La eficiencia volumétrica fue mucho mayor debido a los grandes puertos de válvula que dieron como resultado una salida y eficiencia general mejoradas. El tamaño de las aberturas combinadas del puerto también fue bastante fácil de controlar a diferentes velocidades del motor, lo que hizo que el motor fuera más eficiente en un rango más amplio de revoluciones por minuto (RPM). También se mejoraron las características aerodinámicas de las rutas de entrada de combustible / aire y salida de gases de escape, lo que condujo a mejoras adicionales en el rendimiento. La falta de empujadores aéreos y conjuntos de levas también agilizó el diseño del cabezal del motor y, por lo tanto, hizo que todo el conjunto fuera más liviano y compacto.