VÁLVULAS Y SINCRONIZACIÓN VARIABLE (VALVETRONIC, VTEC, VVT, ETC.)

¿Qué significa tener una distribución variable y qué ventajas puede aportar? Echemos un vistazo a esta técnica que utilizan algunos fabricantes de motores.

Comprender la distribución “fija” clásica

Como probablemente sepa, la sincronización permite sincronizar el movimiento del cigüeñal con el de las válvulas de admisión y escape . Entonces esto sucede por una correa o cadena que conecta el cigüeñal al árbol de levas. Este eje luego gira al mismo ritmo que el cigüeñal, las levas ubicadas arriba abren temporalmente las válvulas empujándolas (vuelven a su posición gracias a los resortes). Por tanto, el grado y el tiempo de apertura son relativos a la forma de las levas. Cuanto más redondeados, mayor será el tiempo de apertura, cuanto más largos sean, mayor será la apertura.

Conceptos básicos de la leva

Dependiendo de la forma de las levas, la apertura de la válvula será diferente. Estos son los conceptos principales que se utilizarán para comprender mejor lo siguiente. Para la mayoría de los principiantes, sepan que las levas giran sobre sí mismas como la manecilla de un reloj (tocan la válvula en cada giro para bajarla), sin esto no comprenderá los diagramas.

“puntiaguda” la leva, más corto será el tiempo de apertura. De hecho, la leva derecha inevitablemente abrirá la válvula durante un período de tiempo más largo, ya que su extremo estará en contacto durante más tiempo (presionará la válvula durante un período más largo, por lo tanto, estará abierta durante más tiempo) .

Si el extremo es del mismo tamaño pero la leva es más grande, entonces la válvula se empujará más hacia abajo (sin que cambie el tiempo de apertura).

Aquí simplemente cambiamos la posición de la leva en relación con el eje (de ahí la pequeña marca colocada en el eje del eje para que pueda verlo)

Distribución variable: principio

Como habrás comprendido, la distribución variable consiste en poder modular los parámetros (no necesariamente todos, depende de los sistemas) de las válvulas de admisión y escape (muchas veces solo admisión), a saber:

  • Momento de apertura de la válvula (más o menos por adelantado)
  • Tiempo de apertura (más largo o más corto)
  • Grado de apertura (más o menos abierto)

La apertura variable de la válvula se produce entonces generalmente por un circuito hidráulico que mueve un elemento intermedio situado entre las válvulas y las levas (balancín de varias posiciones). Podemos citar el ValveTronic (BMW) o el sistema VTEC (Honda). También existen sistemas que modulan la polea del AAC a la altura de su eje para cambiar los momentos de apertura (aquí no hay balancín móvil). Estoy pensando aquí en el sistema VVT de Toyota.

En el sistema Valvetronic de BMW, la posición de los balancines específicos se mueve mediante un sistema de tornillo sin fin que mueve un eje (este eje, por lo tanto, cambia la posición de los balancines en toda la línea). El balancín es una pieza que se encuentra entre los árboles de levas y las válvulas (especie de palanca), si presiono una de ellas también empuja la válvula correspondiente. Gracias a que los balancines tienen una forma específica, el hecho de modificar su posición permite empujar las válvulas de otra manera. Aquí tenemos dos balancines en cascada, mi leva empuja un primer balancín, que a su vez empuja al segundo y que a su vez empuja la válvula. Un sistema permite variar la posición inicial del primer balancín, lo que tendrá el efecto de modificar toda la cadena,
Pero las formas de variar la apertura de la válvula pueden ser diferentes, cada ingeniero ha tenido su propia idea para esto …

Además, algunos sistemas solo jugarán con el grado de apertura cuando otros se enfocarán en el tiempo de apertura o incluso en el momento.

Podemos especificar, por ejemplo, que el VTEC jugará con el “tamaño” y el tiempo de apertura de la válvula, el VVT cambiará el momento de apertura / cierre.

Beneficios de la sincronización variable de válvulas

El hecho de controlar el grado y el tiempo de apertura en función del régimen del motor permite muchas ventajas … En efecto, el control de la modularidad del tiempo y el grado de apertura tiene beneficios sobre el consumo, el placer y el rendimiento, ¡nada menos!

Para el consumo, el efecto de bombeo de los motores de gasolina se reduce permitiendo el funcionamiento con la válvula de mariposa abierta tanto como sea posible. Debido a que un motor de gasolina no opera en exceso de aire como en un diesel, es necesario limitar el suministro de aire para que la mezcla no sea demasiado pobre. Al hacer posible reducir la apertura de las válvulas de admisión, el acelerador se puede abrir más (limitando así la entrada de aire a través de la válvula y no a través del acelerador).
Además, los ingenieros descubrieron que el rendimiento del motor era un poco mejor a altas revoluciones cuando las válvulas de admisión y escape se abrían juntas durante un período de tiempo muy corto. Sin embargo, esta forma de funcionamiento no es posible a bajas revoluciones, en particular al ralentí porque la succión ya no es lo suficientemente “brutal” para explotar este fenómeno. Por lo tanto, la sincronización variable de la leva hace posible tener válvulas que se abren y cierran una tras otra a bajas velocidades pero que al mismo tiempo pueden tener una apertura común (una parte muy pequeña del tiempo) a alta velocidad.

Desventajas

El sistema aporta complejidad al motor y, por lo tanto, potencialmente más averías … Además, todo el dispositivo hace que el trabajo del cigüeñal sea un poco más pesado, que luego se penaliza con una pequeña resistencia adicional (muy leve caída en la eficiencia), excepto en el Toyota VVT que sigue siendo un módulo eléctrico que varía la posición del eje del árbol de levas.

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