Estas son las ventajas y desventajas de los motores con 16 válvulas

La elección de un auto se puede realizar por diferentes aspectos: están quienes eligen por el diseño, aquellos que lo hacen por cuestión de precio, y también quienes se fijan, exclusivamente, en la mecánica y prestaciones.

En este último caso el motor es un punto central, y de eso depende también cuánto consume o no un vehículo, cuestión que con el precio de los combustibles y el monto que implica llenar el tanque no es un dato para nada menor.

Es por eso que algunos expertos están al tanto, y debaten con criterio, sobre si es mejor un auto de 8 o 16 válvulas. Y al momento de llegar al concesionario, preguntan sobre este dato y en base a eso pueden tomar decisiones.

16 válvulas y las partes del motor

Todo automóvil necesita un motor para trasladarse por sí mismo y el de combustión sigue siendo el más avanzado y demandado.

Para que la energía proporcionada por el combustible se convierta en movimiento, entran en juegos numerosas partes con una función definida.

– El bloque motor: Es lo que comúnmente denominamos motor, ya que el resto de los componentes se conectan a él y el proceso de combustión se desarrolla en su interior. Se trata generalmente de una pieza de acero o aluminio fundido, siendo este último material más ligero y con más capacidad para disipar el calor.

El bloque motor tiene como misión alojar los cilindros y el resto de elementos que forman el tren alternativo: el cigüeñal, las bielas y los pistones. El diámetro de los cilindros y la carrera del pistón hacen posible el cálculo de la cilindrada que dicho motor tiene e incluye canalizaciones que permiten lubricar y refrigerar el conjunto.

– La culata: Cumple la misión de servir de soporte de varios elementos del propulsor y, al igual que el bloque motor, se fabrica en hierro o aluminio fundido. Generalmente, la culata se sitúa sobre este y es el elemento de mayor importancia y complejidad a la hora de diseñar un propulsor, pues debe soportar grandes cargas y temperaturas en la cámara de combustión.

Adicionalmente, se asocia con los siguientes componentes:

El tren alternativo: cigüeñal, bielas, pistones y, en general, el resto de elementos asociados a la rotación del cigüeñal, como por ejemplo la bomba de agua, bomba de aceite y bomba de combustible.

Las válvulas de admisión y escape.

El árbol de levas o los apoyos para el mismo en el caso de motores tipo OHV.

El alojamiento para las bujías en el caso de motores de gasolina, para los inyectores si hablamos de propulsores diésel.

Oquedades y cavidades tubulares para la refrigeración en el caso de propulsores con sistema líquido.

– La junta de la culata: Como nexo de unión del bloque motor y la culata, encontramos la junta de la culata que tiene como cometido dotar de estanqueidad al conjunto, evitando de ese modo fugas de los gases de compresión, pero también de anticongelantes o aceites procedentes de los canales de lubricación.

16 válvulas, una de las partes del motor.

Los dos tipos de materiales más habituales de la junta son las aleaciones de amianto o aluminio para dotar a la misma de resistencia, conductividad térmica y rigidez. De ese modo se reducen los puntos calientes que puedan provocar detonación, permitiendo así elevarse la relación de compresión de las culatas y, con ella, el rendimiento.

– Los cilindros y pistones: Dentro del bloque motor encontramos los cilindros, que toman su nombre de la forma geométrica que tienen y son los encargados de alojar los pistones, que se desplazan en el interior de los mismos.

En los motores de combustión, la explosión se produce en el interior de los cilindros con la colaboración de los mencionados pistones y otros elementos. Son el origen de la energía mecánica que posteriormente se transforma en cinética, es decir, en movimiento para desplazar el vehículo.

– El árbol de levas: Es una barra o eje de rotación que incorpora unas palas o levas, que son las encargadas de accionar la apertura y cierre de las válvulas. Esta barra queda colocada sobre la culata del motor y en algunos casos hay dos: una para las válvulas de admisión y otra para las válvulas de escape. Los árboles de levas quedan unidos al cigüeñal mediante la correa o cadena de distribución. Además, contribuyen a repartir el aceite por el motor y ayudan a que funciona la bomba de combustible.

– El cigüeñal: Cuando se produce la combustión en el interior de los cilindros, esta mueve los pistones que trasladan dicha energía a través de las bielas al cigüeñal, que a su vez está conectado al volante motor. A través del embrague en una caja de cambios manual o de un convertidor de par en una automática, este movimiento es finalmente transmitido a las ruedas.

Así pues, el cigüeñal -instalado en el interior del bloque motor- se encarga de transformar el movimiento lineal de los pistones en circular de manera que pueda ser utilizado para mover las ruedas a través de la transmisión. Las bielas son en cierto modo como los pedales de una bicicleta que hacen girar, en este caso, el cigüeñal.

– El cárter: En la base del motor y atornillado al bloque, encontramos el cárter, que tiene forma de bañera y se encarga de alojar el aceite que mantiene lubricados y refrigerados todos los componentes del conjunto.

Su forma es muy importante, pues el aceite debe caer hacia la zona más baja del cárter para que la bomba de aceite pueda succionar el lubricante y así enviarlo al resto del motor. También es relevante el material del que está fabricado, pues debe servir de disipador del calor que el aceite lleva consigo para que se enfríe antes de volver a ser succionado por la bomba.

¿Qué son las válvulas?

Las válvulas, y en este caso las 16 válvulas, son elementos del motor de un vehículo que tienen la función de abrir y cerrar los conductos de admisión y escape de gases. Cumplen un trabajo fundamental en la combustión de la mezcla aire-combustible. Se ubican en la tapa de los cilindros y funcionan gracias a los resortes que empuja el árbol de levas.

Las válvulas están fabricadas con aleación de aceros especiales para que puedan resistir las altas temperaturas. Tienen forma de clavos, la parte larga es conocida como vástago y la cabeza como plato o cabeza de válvula. Son responsables de que ingrese el aire para la mezcla de oxígeno y combustible y de que salgan los gases residuales después de la combustión.

Su funcionamiento es constante, hay dos válvulas por cada cilindro, una de admisión y otra de escape. Mientras el pistón hace su trabajo de bajar y subir, la válvula de admisión deja entrar el oxígeno al cilindro, y en el siguiente tiempo, la válvula de escape se abre para dejar salir los gases. En medio de las válvulas se encuentra la bujía que se encarga de dar la chispa para explosionar el combustible.

Si se dañan las válvulas, habrá una pérdida significativa en la potencia del motor y se puede detectar cuando percibimos un soplido con el vehículo en marcha. Esto además hará que se consuma más combustible.

Existen tres tipos de válvulas: las monometálicas, las bimetálicas y las huecas, se diferencian por los materiales con las que son fabricadas. Por otro lado, también hay tipos de cabezas de válvula: las planas, que cuentan con gran resistencia, las convexas ideales para motores industriales y las cóncavas para autos de competición por su gran flujo y poca resistencia.

16 válvulas u 8: mitos y verdades

En principio, hay que destacar que los avances en materia de tecnología y mecánica fueron desechando muchas teorías que apuntaban a favor o en contra de las 16 válvulas o las 8. Hoy, todo ha evolucionado, y la competencia pasa más por el equipamiento en seguridad y tecnológico que por el motor: todos buscan mejorar los consumos y asegurar una mejor reacción y rendimiento en el andar.

De todos modos vale aclarar las diferencias. Entre los años 80 y 90, muchas marcas empezaron a presentar modelos «16v» como un signo de deportividad. Autos como el Renault Clio 16 válvulas, o el Opel Astra GSI 16 válvulas, llenaron los carteles publicitarios sacando pecho por su potencia y prestaciones.

Efectivamente, en aquella época se podían distinguir dos tipos de motores de cuatro cilindros: los 8 válvulas y los 16 válvulas. Es decir, los motores de 8 válvulas, que tenían dos válvulas por cilindro; y los motores de 16 válvulas, que tenía cuatro válvulas por cilindro. Cada uno con sus ventajas e inconvenientes que aún hoy en día siguen suscitando la curiosidad de mucha gente.

16 válvulas u 8v: ¿cuál conviene?

A la hora de analizar el comportamiento de cada uno de los motores, ya sean con 8 o 16 válvulas, hay que destacar que son muy diferentes, situación que se debe principalmente a la dinámica de los gases al pasar por un conducto.

En este sentido, los motores 16v se caracterizan por:

Tener más potencia máxima con la misma cilindrada, aunque la consigan a un mayor régimen de revoluciones.

Consumir algo más de combustible que los 8v

El motor 8v en cambio se caracteriza por:

Tener más par a medio régimen

Alcanzar menos potencia máxima

Consumir menos

Sin embargo, estas características hacen referencia a los motores 16 válvulas y 8v de aquella época. Con los avances actuales, como la electrónica avanzada o la distribución variable, los motores 16 válvulas han conseguido superar sus inconvenientes e imponerse a los 8v en la mayoría de modelos.

A la inversa, también hay ciertos motores 8v que con la tecnología actual consiguen un funcionamiento perfectamente comparable a los 16 válvulas.

Ocho o 16 válvulas, los secretos de los motores.

Por otro lado, cabe preguntarse por qué ambos motores tienen estas diferencias tan notables solo por tener 2 ó 4 válvulas por cilindro, si se eliminan los sistemas actuales para mejorar su comportamiento. Sobre todo, cuando por lo demás, no tienen muchas diferencias estructurales o de diseño.

El motivo por el cual existen diferentes capacidades es que un motor de 16 válvulas se comporta mejor a altas revoluciones y el de 8v a medio régimen.

A altas revoluciones, los motores de 16 válvulas tienen un mejor llenado y vaciado de la cámara de combustión, ya que las válvulas ocupan una superficie mayor para que pasen los gases. Por eso, aunque en estas circunstancias el tiempo en que las válvulas permanecen abiertas es menor, el aire entra con facilidad en el cilindro.

Esta característica se ve favorecida por una técnica que incumple ligeramente el ciclo teórico de un motor de cuatro tiempos: mantener abierta las válvulas de admisión cuando el pistón ya está subiendo. Aunque el pistón ya empuja el aire hacia arriba, el cilindro se sigue llenando porque la vena de gas es muy fuerte a la velocidad de un motor a altas revoluciones. Esta vena de gas es algo así como la inercia que coge el aire por la velocidad que tiene. Cuanta más velocidad, más inercia.

Precisamente esto es lo que causa el talón de Aquiles de un motor 16 válvulas. Como la velocidad del gas es menor a medio régimen de revoluciones, si dejan abiertas las válvulas de admisión cuando el pistón está subiendo, la vena de gas no tiene suficiente inercia como para vencer el aire que el pistón desplaza hacia arriba. Así que se devolvería parte de la mezcla fuera, perdiendo par motor en el proceso.

Aquí es cuando los motores 8v sacan pecho ante los 16 válvulas. Como solo tienen una válvula de admisión por cilindro, tienen menos área de llenado y vaciado, y tal como indican las leyes de la dinámica de fluidos: cuanto menor es el espacio para pasar, más velocidad alcanza el gas. Por eso, el aire alcanza mayor velocidad para llenar la cámara de combustión y la vena de gas sí tiene inercia suficiente a medio régimen para vencer el aire que sube empujado por el pistón. Por supuesto, en el caso antes mencionado de dejar la abierta la válvula de admisión cuando el pistón está subiendo.

Para tener las ventajas de los dos tipos de motores, existen diversos sistemas como puede ser la distribución variable. Mediante este sistema de distribución, se modifica el tiempo de apertura y cierre de las válvulas de admisión y escape. Un ejemplo de estos motores lo tenemos en Honda, que equipa varios de sus coches con motores de distribución variable (v-tec) o el motor INNEngine diseñado por españoles.

Como su nombre indica, se trata de un sistema que modifica la distribución del motor según las necesidades. Permite adelantar o retrasar la apertura de válvulas o incluso de aumentar el tiempo que están abiertas. De esta manera consiguen un buen llenado de la cámara de combustión, tanto a bajas revoluciones como a altas. En el siguiente vídeo puedes ver bien en qué consiste este sistema que ha supuesto un gran avance en la eficiencia y el rendimiento de los motores

Autos con motor de 16 válvulas

Nuevo Nissan Versa V-Drive, con 16 válvulas.

En la actualidad, existen diferentes marcas y modelos de 0km que se comercializan con motores de 16 válvulas. Entre ellos, repasamos algunos:

El Nissan Versa V-Drive tiene el motor naftero 1.6 16 válvulas con 107 cv y 142 Nm. Está acompañado por una caja manual de cinco velocidades o automática de cuatro marchas.

Otro de los modelos que se ofrecen en el mercado local con 16 válvulas son los Renault Sandero, Logan y Stepway, y en su último restyling, los motores K7M y K4M fueron reemplazados por el HR16 1.6 16 válvulas SCe, que ya vienen usando las Captur y Kangoo desde hace un año.

Tiene 115 caballos de potencia y 156 Nm de torque. Se combina con caja manual de cinco velocidades. Las versiones Intens se pueden equipar con caja automática de variador continuo (CVT), con seis marchas preprogramadas.

Toyota también tiene Etios y Yaris con 16 válvulas. El primero tiene el motor 1.5 16 válvulas naftero (103 cv y 137 Nm).

Los motores de Toyota, con 16 válvulas.

El Yaris, por su parte, cuenta con el motor naftero 1.5 16 válvulas Dual VVT-i (107 cv y 140 Nm). Conserva la caja automática de variador continuo (CVT, con siete marchas preprogramadas) y agrega caja manual de seis velocidades para las versiones de entrada a gama. Tracción delantera.

Otra opción es el Fiat Argo y Cronos, equipados con dos opciones: un motor Firefly 1.3 8v (99 cv y 127 Nm, sólo con caja manual de cinco velocidades) o los Argo y Cronos Precision con motor GT y E.torQ 1.8 16 válvulas (130 cv y 182 Nm, con caja manual de cinco velocidades o automática Aisin con convertidor de par y seis cambios).

El Corolla es otro modelo con motor de 16 válvulas: motor naftero 2.0 16 válvulas (170 cv y 200 Nm), combinado con caja automática de variador continuo (CVT), con levas al volante y modo Sport. Las versiones Hybrid tiene un motor naftero 1.8 16v (98 cv y 142 Nm), combinado con un motor eléctrico (72 cv y torque no informado). Cuando operan de manera conjunta entregan 122 cv (torque no informado). Está acoplado a una caja CVT con modo Eco, Power y EV. Tracción delantera.

El nuevo Nissan Sentra también optó por las 16 válvulas. Es la octava generación del sedán de Nissan para el Segmento C (compacto). Su motor 1.8 16 válvulas (131 cv y 173 Nm) fue reemplazado por un nuevo 2.0 16v (147 cv y 197 Nm). Se combina con caja manual de seis velocidades o automática de variador continuo (CVT).

FUENTE; IPROFESIONAL.COM.AR 20/11/2020

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