¿Por qué ocurre la sincronización de válvulas en los motores?

Me gustaría tomar el ejemplo del motor de 4 tiempos mientras entiendo los tiempos de las válvulas. Tiene los siguientes cuatro trazos:
1: carrera de succión.
2: golpe de compresión
3: golpe de poder
4: Carrera de descarga …
1: Nuevamente carrera de succión …
Puede notar que la descarga y la succión se producen una tras otra.
En la carrera de succión, se aspira el aire. En la carrera de descarga, se expulsa el aire. Estas cosas se hacen a través de la apertura llamada válvulas. Se supone que estas válvulas deben abrirse cuando toma el aire o lo descarga … durante los otros dos golpes, las válvulas permanecen cerradas.

Bastante justo … .. Ahora, ¿qué son los tiempos de válvulas:
Para la succión hay una válvula … para la descarga hay otra. La duración durante la cual las válvulas permanecen abiertas se llama sincronización de válvulas. Los diseñadores generalmente se aseguran de que durante algún tiempo tanto la válvula de succión como la de descarga permanezcan abiertas simultáneamente. De modo que cuando entra el aire fresco, expulsa completamente el aire usado viejo. Esta duración de apertura correcta y la superposición es el ingrediente secreto de la receta del diseño perfecto. Esta duración también se puede ajustar. La duración de la apertura está controlada por levas (su explicación … en otro momento). Y manejar estos tiempos es lo que se llama ajustar el tiempo de la válvula. Espero que la respuesta ayude a entender la idea.

Sincronización de la válvula:

Según Wikipedia “En un motor de pistón, la sincronización de la válvula es la sincronización precisa de la apertura y cierre de las válvulas. En un motor de combustión interna, por lo general, son válvulas de asiento y en una máquina de vapor, generalmente son válvulas deslizantes o de pistón ”.

Un ciclo básico en un motor de combustión interna de cuatro tiempos es entrada, compresión, combustión y escape. Esta carrera permite que el combustible se encuentre dentro de la cámara de combustión (entrada), lo comprime / presuriza (compresión), lo quema (combustión) a través de una bujía y elimina el humo quemado (escape).

Entonces, para que un ciclo de cuatro tiempos adecuado repita el proceso, la sincronización de la válvula ayuda a operar las válvulas con precisión para permitir la apertura de la válvula de entrada, cierre de escape, cierre de entrada y apertura de válvulas de escape durante cada ciclo. Esta sincronización de la válvula está habilitada por la rueda dentada de cadena que está montada en el cigüeñal y en el eje de la leva. Este árbol de levas a su vez opera las válvulas durante la carrera de entrada y escape. En el lado izquierdo de la imagen está la rueda dentada que conecta la cadena de la cadena del cigüeñal.

Fuente de la imagen: Los fundamentos de los motores de combustión interna de 4 tiempos

Compartiendo las cosas básicas que sé.

sacamos más provecho de algo cuando está en condiciones ideales. pero en la vida práctica nadie o nada es totalmente ideal. pero tenemos que acercarlo a la condición ideal.

ahora en términos de motor
en condiciones ideales, una cantidad suficiente de succión de aire en la carrera de succión.
La compresión adecuada tiene lugar en la carrera de compresión.
La combustión completa tiene lugar en un golpe de potencia.
Los gases de combustión completos salen de la válvula de escape.
Pero esta es una condición ideal.
pero en la práctica
La válvula tarda un poco en abrirse y cerrarse. para superar las pérdidas que podrían ocurrir debido al menor tiempo de succión.
la válvula está abierta después de TDC para algún ángulo de manivela.
entonces esto puede superar el problema de succión. ahora el combustible no se quema al instante. el combustible tarda un tiempo en quemarse y la chispa de la bujía también tarda un poco en propagarse. entonces la bujía chispea antes del TDC. No hay cambio en el golpe de poder. En la carrera de escape, la válvula de escape se abre antes del BDC porque se necesita algo de tiempo para que los gases de escape salgan del cilindro del motor debido a la baja presión después de la combustión. en el momento de la carrera de succión, la entrada y el escape de ambas válvulas se abren para obtener un ángulo de cigüeñal. Esto proporciona el beneficio de la salida completa de los gases de escape. Debido a la presión creada, el aire de succión fresco en el cilindro crea fuerza sobre los gases de escape.

DE ESTA MANERA, EL TIEMPO DE VÁLVULA EXISTE PARA REALIZAR UNA SALIDA EN LA PRÁCTICA CERCA DE LA SALIDA QUE TENEMOS EN LA CONDICIÓN IDEAL.

Debido al orden de disparo del pistón. Cada pistón dispara o se enciende en un momento, colocado o diseñado, por lo tanto, las válvulas se sincronizan de acuerdo con el orden de disparo para aspirar el aire y la mezcla de combustible o expulsar el escape. Hoy en día, los tiempos de las válvulas son totalmente codificados por computadora, por lo tanto, son precisos incluso en nanosegundos.

La función de la válvula es abrir y cerrar en posiciones particulares de la manivela para que los gases entren y salgan del cilindro del motor. La correcta apertura y cierre del motor es muy esencial para una combustión eficiente y para producir energía del motor. Hoy en día hay mecanismos de válvula que cambian la duración de apertura de la válvula, el tiempo y la elevación de acuerdo con la velocidad del motor y la potencia del motor.