Sincronización variable de válvulas. ¿Cuales son los beneficios? ¿Qué se rompe?
La sincronización constante de las válvulas en todo el rango de velocidades del motor es una solución barata pero ineficiente. El cambio de fase tiene muchas ventajas.
En busca de oportunidades para mejorar los motores de combustión interna de cuatro tiempos y pistones, los diseñadores están introduciendo constantemente nuevas soluciones para mejorar la dinámica, ampliar el rango de velocidad útil, reducir el consumo de combustible y reducir las emisiones de escape. En la lucha por optimizar los procesos de combustión de combustible, los ingenieros alguna vez utilizaron la sincronización variable de válvulas para desarrollar motores más eficientes y ecológicos. Los controles de sincronización, que mejoraron enormemente el proceso de llenado y limpieza del espacio sobre los pistones, demostraron ser excelentes aliados de los diseñadores y les abrieron posibilidades completamente nuevas.
En las soluciones clásicas sin cambiar la sincronización de válvulas, las válvulas de un motor de cuatro tiempos se abren y cierran según un ciclo determinado. Este ciclo se repite de la misma manera mientras el motor esté en marcha. En todo el rango de velocidad, no cambia ni la posición del (de los) árbol(es) de levas, ni la posición, forma y número de levas en el árbol de levas, ni la posición y forma de los balancines (si están instalados). Como resultado, los tiempos de apertura y el recorrido de la válvula ideales solo aparecen en un rango de rpm muy estrecho. Además, no corresponden a los valores óptimos y el motor funciona de manera menos eficiente. Por lo tanto, la sincronización de válvulas ajustada de fábrica es un compromiso de gran alcance cuando el motor funciona correctamente pero no puede mostrar sus verdaderas capacidades en términos de dinámica, flexibilidad, consumo de combustible y emisiones de escape.
Si se introducen elementos en este sistema de compromiso fijo que permitan cambiar los parámetros de tiempo, entonces la situación cambiará dramáticamente. Reducir la sincronización de válvulas y la elevación de válvulas en el rango de velocidad baja y media, alargar la sincronización de válvulas y aumentar la elevación de válvulas en el rango de alta velocidad, así como "acortar" repetidamente la sincronización de válvulas a velocidades cercanas al máximo, puede expandir significativamente la rango de velocidad en el que los parámetros de sincronización de válvulas son óptimos. En la práctica, esto significa más par a revoluciones más bajas (mejor flexibilidad del motor, aceleración más fácil sin cambios descendentes), además de lograr el par máximo en un amplio rango de revoluciones. Por lo tanto, en el pasado, en las especificaciones técnicas, el par máximo estaba vinculado a velocidades específicas del motor, y ahora se encuentra con mayor frecuencia en un determinado rango de velocidades.
El ajuste de tiempo se lleva a cabo de varias maneras. El avance del sistema viene determinado por el diseño del variador, es decir elemento ejecutivo encargado de cambiar los parámetros. En las soluciones más complejas, es todo el sistema el que está controlado por una computadora, teniendo en cuenta muchos factores diferentes. Todo depende de si necesita cambiar solo el tiempo de apertura de las válvulas o su carrera. También es importante si los cambios serán abruptos o graduales.
En el sistema más simple (VVT), el variador, es decir, el elemento que realiza el desplazamiento angular del árbol de levas está montado en la polea de arrastre del árbol de levas. Bajo la influencia de la presión del aceite y gracias a las cámaras especialmente diseñadas dentro de la rueda, el mecanismo puede girar el cubo con el árbol de levas instalado en él en relación con el alojamiento de la rueda, sobre el que actúa el elemento de transmisión de distribución (cadena o correa dentada). Debido a su simplicidad, dicho sistema es muy económico, pero ineficaz. Fueron utilizados, entre otros, por Fiat, PSA, Ford, Renault y Toyota en algunos modelos. El sistema de Honda (VTEC) ofrece resultados mucho mejores. Hasta un determinado número de revoluciones, las válvulas se abren mediante levas con perfiles que favorecen una conducción suave y económica. Cuando se excede un cierto límite de velocidad, el juego de levas cambia y las palancas presionan contra las levas, lo que contribuye a una conducción deportiva dinámica. La conmutación se realiza mediante un sistema hidráulico, la señal la proporciona un controlador electrónico. El sistema hidráulico también es responsable de garantizar que solo funcionen dos válvulas por cilindro en la primera fase y las cuatro válvulas por cilindro en la segunda fase. En este caso, no solo cambian los tiempos de apertura de las válvulas, sino también su carrera. Una solución similar de Honda, pero con un cambio suave en la sincronización de válvulas se llama i-VTEC. Las soluciones inspiradas en Honda se pueden encontrar en Mitsubishi (MIVEC) y Nissan (VVL).
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