-DISTRIBUCIÓN: DESDE LOS ORÍGENES HASTA LAS ÚLTIMAS TECNOLOGÍAS

Nombre del centro: I.E.S -DIEGO MARIN AGUILERA (BURGOS)

Nombre de usuario: -FVIGO1

Perfil: -AUDIOVISUAL/INFORMATICO.

Letra del equipo: -O

Trabajo realizado : - DISTRIBUCION VARIABLE

Nombre y apellido de los alumnos: -ALBERTO HURTADO LÓPEZ

ÓSCAR SÁEZ HERRERO

Nombre y apellidos del tutor/a: -FERNANDO VIGO ÁLVAREZ

Página 1 de 19

INDICE:

En la actualidad se emplean distintos tipos de distribución los cuales se enumeran a continuación:

COMIENZO DE LA DISTRIBUCIÓN…………………………...2

VARIOCAM-PORCHE…………………………………………...3

DESMODROMICO-DUCATI…………………………………….7

VALVETRONIC-BMW…………………………………………...9

VTEC –HONDA…………………………………………………...9

VANOS- BMW…………………………………………………….13

BI-VANOS- BMW…………………………………………………14

VTTL-I-TOYOTA………………………………………………….16

DISTRIBUCION ATV DE LOTUS (SIN ÁRBOL DE LEVAS)….18

Página 2 de 19

DISTRIBUCIÓN CORREA

La correa de distribución es el elemento que transmite el movimiento circular del cigüeñal hacia el o los ejes de levas, mediante el cual se accionan  las válvulas de admisión y de escape, también accionan otros elementos como, bomba de agua, distribuidor, bomba de inyección en motores diesel. Al estar tantos elementos conectados por la correa de distribución estos deben de estar perfectamente sincronizados, las válvulas de admisión y escape deben accionarse en el  momento oportuno, la chispa de encendido debe de ser dada en el momento adecuado, la bomba de inyección debe inyectar combustible en el momento justo. Esta sincronización se llama puesta a punto de la distribución. La correa de distribución tiene una estructura compleja, su fabricación es de fibra de vidrio o con una base de acero laminado trenzado (cuerdas longitudinales) recubierto de caucho sintético o neopreno que es resistente al desgaste. El dorso de la correa (parte exterior) protege la correa de la tracción y puede ser fabricado de polipropileno resistente a la abrasión y a la acción de agentes externos como el aceite. Los dientes que pueden tener la forma redondeados o trapezoidales, están moldeados en la pieza esto para obtener un tolerancia menor que la normal y tener un revestimiento muy resistente  que  proporcione una larga vida útil a la correa, esta combinación de diseño y construcción da como resultado una corre que se estira poco con el uso, no requiere lubricación, tiene un costo de fabricación relativamente bajo, su funcionamiento es casi silencioso y una eficiencia de trabajo muy alta. El tiempo para cambiar la correa de distribución esta determinada por el fabricante ya que para cada marca de automóvil es diferente, también determina el tiempo de cambio de la correa de distribución los siguientes factores.

DISTRIBUCIÓN CADENA

A nivel particular cada uno puede tener sus propias preferencias en este sentido, pero a nivel general y respondiendo a la pregunta que nos plantea un buen amigo, debéis de saber que la mejor distribución es sin duda alguna por cadena. Hasta no hace mucho tiempo este tipo de distribución tenía la peculiaridad de que  emitía un pequeño ruido en todo momento, hoy día son totalmente silenciosas. No obstante, en muchas ocasiones no se trata de poder elegir el tipo de distribución a la hora de comprar un coche nuevo, ya que esto siempre va unido al tipo de modelo en cuestión, y hoy día los coches que disponen de distribución por cadena no siempre están al alcance de todo el mundo. Por otro lado, como ya sabéis la forma más usual de llevar el movimiento del cigüeñal hasta los árboles de levas que manejan la distribución es una correa dentada, que podemos destacar de entre sus ventajas que aparte de que su funcionamiento es silencioso, su coste de producción es bastante barato, pero no debemos olvidar que la duración de su vida está de alguna forma contada, por lo que necesitará sustitución cada cierto tiempo. Hay quien asegura que este tipo de correas pueden alcanzar de media más 150.000 km, nosotros no aconsejamos para nada que se realicen estos kilómetros con este tipo de correas, de hecho cualquier taller siempre os aconsejarán que la sustituyáis a partir de los 60, 70 ó como mucho 80 mil kilómetros, intentar prolongar más la vida de este tipo de correas quizás nos pueda acarrear una reparación realmente importante y cuantiosa.

Página 3 de 19

-VARIOCAM-

El mecanismo hidráulico controlado por la unidad electrónica de control según el régimen de vueltas del motor empuja con dos patines y abre la cadena, que mueve los árboles de levas, provocando su desplazamiento y por lo tanto se produce un reajuste del los tiempos de apertura y cierre de las válvulas de admisión. Al reducir el número de vueltas del motor los muelles repliegan el mecanismo de empuje de la cadena a su posición inicial. Este dispositivo se monta sobre una distribución de 4 válvulas por cilindro y se complementa con un sistema de distribución variable.

Porsche: utilizo en sus modelos 968 y en las primeras series del 996 Carrera el sistema Variocam para variar los tiempos de distribución un tanto peculiar

Este sistema de distribución variable es controlado por una señal eléctrica que envía la centralita de inyección (ECU) hacia un actuador que empuja unos patines que tensan la cadena de distribución. La regulación de la distribución se hace siguiendo unos parámetros:

Para regímenes inferiores a 1500 rpm, las válvulas de admisión abren 7º después del PMS y cierra 52º después del PMI. Con estos parámetros, el motor funciona con un giro uniforme a bajas rpm, y la emisión gases sin quemar es muy baja debido a que no existe cruce de válvulas.

Para regimenes comprendidos entre 1500 y 5500 rpm, el árbol de levas de admisión recibe un avance de 9º respecto al

de escape. Esto significa que las válvulas de admisión abren 8º antes del PMS y cierran 37º después del PMI. Con este diagrama se consigue un buen llenado de los cilindros y un aumento del par motor.

A partir de 5500 rpm, el árbol de admisión vuelve a la posición inicial, es decir, apertura 7º después del PMS y cierra 52º después del PMI. Como vemos esto es una contrariedad, pero es debido a que la alta velocidad de entrada de los gases de la mezcla necesitan un mayor retraso al cierre de admisión. Para aprovechar su inercia y lograr que entre mas cantidad de mezcla en los cilindros.

Este sistema de distribución cambia el momento en que abren y cierran las válvulas de admisión pero el ángulo total de apertura permanece invariable. Las válvulas de escape cuyos tiempos de distribución permanecen constantes, tienen un adelanta a la apertura de escape (AAE) de 31º y un retraso al cierre de escape (RCE) de 1º.

Página 4 de 19

Audi A3 1.8l 5V y 2.8 V6: este motor utiliza un sistema parecido al anterior donde se varían los tiempos de distribución actuando sobre el árbol de levas de admisión.

En la posición de reposo la "línea de control A" esta abierta y el aceite a presión actúa sobre el "pistón actuador" por

debajo del "pistón actuador", por lo tanto no hay variación en la apertura de las válvulas de admisión...

Por encima de las 1300 rpm la "línea de control B" esta abierta y el aceite a presión actúan por encima del "pistón actuador" que empuja los patines hacia abajo, con lo que se adelanta la apertura de las válvulas de admisión.

A partir de 5000 rpm, el árbol de admisión vuelve a la posición inicial, es decir se retrasa la apertura de las válvulas de admisión. Esto se debe a que la alta velocidad

de entrada de los gases necesita de un mayor retraso al cierre de admisión, para aprovechar su inercia y lograr que entre más cantidad de mezcla en los cilindros. Este variador de los tiempos de distribución cambia el momento de apertura y cierre de las válvulas de admisión pero el ángulo total de apertura permanece invariable.

VarioCamPlus:Porsche adoptó un sistema de distribución variable cambiando la alzada de las válvulas por medio de empujadores de vaso invertido

cambiables.

Página 5 de 19

Este sistema lo utilizó por primera vez para el Carrera turbo del año 2000 y, posteriormente, también para los motores por aspiración. Para la marcha en vacío y para una carga reducida son los empujadores de vaso invertido dobles (concéntricos) los que funcionan sobre una leva plana con una carrera de la válvula de solo 3 mm. Si la carga es superior, el sistema cambia a 2 levas mas inclinadas con una carrera de válvula de 10 mm. Simultáneamente, la marca Porsche aprovecha la posibilidad de la regulación de fases (variación de los tiempos de distribución) del árbol de levas de admisión (de ahí la palabra -PLUS- de la denominación del sistema), para optimizar la separación y el solapamiento. Porsche utiliza la abreviatura CVCP para el regulador continuo del árbol de levas que funciona con pistones de desplazamiento axial (turbo) o reguladores equipados con alabes.

El sistema de control de la carrera de válvulas consta de empujadores de vaso invertido cambiables controlados por una electroválvula de 3 vías. Los árboles de levas cuentan con levas de diferentes tamaños. Según las necesidades del motor, el sistema se adaptará proporcionando la carrera de las válvulas más adecuada a esta situación. Se utilizan dos empujadores concéntricos, que pueden bloquearse por medio de un pequeño bulón. El interior tiene contacto con la leva pequeña y el exterior con la leva grande. En el mecanismo va integrado además un sistema para el reglaje hidráulico del juego de válvulas. Los empujadores de vaso invertido cambiables son una obra maestra de la mecánica de precisión. La regulación de la carrera de la válvula funciona como sigue: para la transmisión de 2 carreras diferentes de las válvulas se ha subdividido el empujador de vaso invertido en una carcasa externa y en otra interna situada concéntricamente en el interior de la externa. El mecanismo de cierre que se localiza en la zona del empujador de vaso invertido propio de la leva permite el acoplamiento de control hidráulico de la carcasa interna y de la externa por medio de la presión del aceite del motor. Una válvula de inversión electrohidráulica da admisión a los pistones de bloqueo, que dan lugar a un acoplamiento de las 2 piezas del empujador al alcanzar una presión mínima de cómo mínimo 1,2 bar.

Carrera pequeña de la válvula: Los empujadores funcionan sin acoplamiento. El empujador interno y la leva central (plana) son determinantes para la carrera. El empujador interno también soporta el elemento para la compensación hidráulica de juego de las válvulas. El empujador externo se mueve con relación al empujador interno y dependiendo de la curva de elevación de la válvula de las dos levas externas (altas). Realiza, por así decirlo, un movimiento en vacío, es decir, no acciona la válvula. Además existe un muelle débil de la carrera del pistón diferenciadora que es el que garantiza el contacto con las levas.Carrera grande de la válvula: El empujador interno y el empujador externo están acoplados. Pero es el empujador externo el que determina la carrera del pistón y el que sigue las curvas de elevación de las 2 levas externas. La disposición doble de las 2 levas altas también sirve para reducir la presión superficial y para evitar el momento basculante.

El sistema de distribución denominado "VarioCam Plus" consta de cuatro válvulas por cilindro, elementos de regulación de los árboles de levas (convertidores de fase) y empujadores de vaso invertido. Las cuatro válvulas de cada cilindro están dispuestas en forma de "V" con un ángulo de 27,4 grados. Para reducir las masas oscilantes en el mecanismo, los vástagos de las válvulas tienen un diámetro de seis milímetros. A diferencia del 996 Carrera , dispone de dos muelles por válvula. Este sistema optimiza la potencia y el par en todos los regímenes, ayuda a reducir el consumo y las emisiones y a mejorar el confort de marcha del motor.

Página 6 de 19

 El sistema VarioCam Plus está formado en realidad por dos mecanismos que se complementan: la distribución variable mejora el funcionamiento del motor al ralentí al accionar la leva pequeña (carrera de 3 mm) y ajustar un pequeño cruce de válvulas. En función de la longitud de la carrera de válvulas disminuyen los rozamientos internos en el mecanismo de distribución. Los tiempos cortos de apertura permiten además una combustión de la mezcla en los cilindros más homogénea y eficaz. Los niveles de consumo y emisiones son hasta un diez por ciento más favorables, mejorando al mismo tiempo la estabilidad de giro del motor al ralentí. Para mejorar los niveles de consumo en carga parcial, es conveniente aprovechar la recirculación interna de gases de escape. El sistema de distribución variable conecta en este caso un cruce de válvulas más amplio, con carrera corta de las válvulas de admisión, con lo que se alarga el tiempo disponible para aspirar gases desde el colector de escape. En condiciones de plena carga, el conductor del 996 Turbo deberá alcanzar los máximos niveles de par y potencia. La carrera de válvulas es en este caso de diez milímetros, con tiempos de apertura y cierre adaptados. Pero el sistema Porsche VarioCam Plus ofrece otras propiedades, notables en el momento del arranque: con bajas temperaturas, la fase de calentamiento es más rápida y las emisiones contaminantes, por lo tanto, más limpias.

Tanto la distribución variable como el control de la carrera de válvulas están controlados por la unidad de mando del Motronic ME7.8 , que ha sido diseñada específicamente con una capacidad de proceso más alta. El sistema VarioCam Plus requiere numerosos parámetros para su control, como por ejemplo el régimen del motor, la posición del acelerador, temperatura de aceite y agua y detección de la marcha acoplada. El sistema compara los deseos del conductor en cuanto a potencia y par en un momento dado con los contenidos de su memoria. En milésimas de segundo, el ordenador decide si debe intervenir el VarioCam Plus. En caso afirmativo, las operaciones de regulación y ajuste son efectuadas de forma imperceptible.

Las ventajas de este método (VarioCam Plus) para el control variable de la alzada de las válvulas las encontramos en los costes relativamente bajos del sistema, en el peso reducido y en una estabilidad superior del numero de revoluciones (en comparación con el sistema Valvetronic de BMW). Si bien tampoco se consigue con este sistema el objetivo de un control de la carga completamente libre de estrangulaciones, si que se aprovecha una gran parte de las ventajas que tiene. Además se puede realizar una desconexión total de las válvulas por medio del empujador de vaso invertido (carrera de la válvula cero), lo cual puede aprovecharse para la desconexión del cilindro o la anulación del conducto. Sin embargo, ha de tenerse en cuenta que, en tal caso, solo se dispone de un perfil de leva.

-DESMODRÓMICO-

En un motor de cuatro tiempos de distribución convencional, el movimiento de apertura de las válvulas está gobernado por la leva, que empuja al balancín o al empujador y éste, a su vez, empuja a la válvula. En este movimiento de apertura, además, se comprime el muelle helicoidal de la válvula, acumulando la energía necesaria para llevar a cabo el movimiento inverso. Por tanto, como hemos dicho, el cierre corre a cargo del muelle, que empuja a la válvula a su estado inicial. Si no fuera por el muelle, la válvula quedaría flotando sin nada que le obligase a cerrarse, dispondría de un grado de libertad, sería libre.

Página 7 de 19

En un motor de distribución desmodrómica, los resortes pierden su papel, quedando determinados o controlados tanto el movimiento de apertura como el de cierre por el giro del o de los árboles de levas.

¿Por qué la distribución desmodrómica y no la convencional? Pues las ventajas que presenta un motor “desmo” son:

La más importante es que permite trabajar a un régimen a priori más elevado que un motor de distribución convencional (y sabemos que las dos vías más directas para aumentar la potencia de un motor para una misma cilindrada es subir revoluciones o recurrir a la sobrealimentación). A altas revoluciones, las fuerzas inerciales generadas en los componentes (válvulas y muelles) son muy altas y pueden llegar a ser del mismo orden de magnitud que la fuerza elástica que producen los muelles en su etapa de compresión. El problema está servido: los muelles no son capaces de provocar el cierre de las válvulas. A este fenómeno se le conoce como “flotación de las válvulas”. Las consecuencias son una gran pérdida de rendimiento (se pierden gases de admisión por la válvula de escape y gases de escape se encaminan por los conductos de admisión, entorpeciendo una correcta alimentación), roturas catastróficas de componentes (al no cerrar del todo las válvulas, éstas puede colisionar con el émbolo) y ruidos y vibraciones (cuando la válvula no vuelve a su sitio, el empujador pierde el contacto con la leva, volviendo a contactar en el siguiente ciclo de forma violenta; además, a estos regímenes se suele alcanzar algún modo propio de vibración del muelle, por lo que se producen fenómenos de resonancia).

Todos estos problemas se evitan con la distribución desmo. * La supresión de los muelles implica eliminar la fuerza de compresión necesaria para deformar el muelle, por lo que las pérdidas en fricción y esfuerzos innecesarios se disminuye. En conclusión, el motor tiene un rendimiento mayor a igualdad de revoluciones. * Mejora de la fiabilidad al suprimir los muelles. Antiguamente (hasta los ’60), el proceso para obtener el acero de los muelles así como el proceso de conformado de éstos no garantizaban un grado de perfección microestructural muy elevado, por lo que era frecuente el fallo de los muelles por fatiga.

En cuanto a sus desventajas, todo lo relacionado con los costes. Costes tanto de fabricación, como de puesta a punto y mantenimiento de esa puesta a punto.

Las ventajas parecen concluyentes frente a las desventajas; pero lo cierto es que, hasta la fecha, su uso (de la distribución desmo) se ha limitado casi prácticamente a la competición y digo casi porque algunas marcas como Ducati la utilizan en sus modelos de calle. En la práctica, la mejora de rendimiento de la distribución desmo frente a la convencional ha sido casi testimonial; de hecho, la razón por la que Ducati la incorpore es más bien comercial que tecnológica. A lo largo de la historia, han aparecido muchas patentes deamo con soluciones tecnológicas bien diferentes. Algunas de ellas han seguido evolucionándose, otras han caído en el olvido. Las más importantes, bajo mi punto de vista, son:

* 1910: es el sistema desmodrómico más antiguo que he encontrado. Se trata de un balancín gobernado por una leva de recorrido interno (me acabo de inventar el nombre, no sé cómo se llamará realmente), por lo que el movimiento del balancín está totalmente coaccionado por el movimiento de la leva. La patente es de Arnott. * 1912: la firma Delage diseña su sistema desmodrómico para competición. * 1920: aquí no hay balancín, simplemente, la válvula se mueve según el movimiento impuesto por el disco al girar. Otro mecanismo análogo, pero con balancín:

Página 8 de 19

* 1954: a cargo de Mercedes. Es utilizado en las famosas flechas de plata Mercedes-Benz W196 y Mercedes-Benz 300 SLR. También, se utilizó (una de las pocas veces) en un coche de calle: el Mecedes-Benz 300 SL. Es el primer sistema que utiliza un conjunto leva-balancín (o empujador) para la apertura y otro para el cierre. *1956: el ingeniero de Ducati Fabio Taliona diseña un sistema desmodrómico para instarlo en la Ducati 125 de competición, creando así la Ducati 125 Desmo y la primera patente “desmo” de la empresa. Utiliza tres árboles de levas: dos para apertura y unos para cierre. * 1958: Ducati simplifica el sistema (cuenta con un solo árbol de levas) para la aplicación a motos de calle de un solo cilindro. También, diseña un sistema con cuatro árboles de levas para la competición. * 1968: se sustituyen los resortes a flexión por los resortes a torsión (helicoidales). * 1978: Assimo Bordi diseña una configuración de distribución desmodrómica para motores bicilíndricos en L de cuatro válvulas por cilindro. Más tarde, este tipo de distribución será adoptada por Ducati para sus modelos de cuatro válvulas por cilindro, que dio lugar (en su evolución) en el año 2001 a otro de los nombres comerciales míticos de la marca italiana: Testastretta o culata compacta (aquí, podéis leer más sobre las Testastretta), haciendo referencia a un diseño de culata muy compacto que permite una disposición de las válvulas mucho más vertical, mejorando el rendimiento del motor. Una ventaja importante de este diseño es que cuenta con dos árboles de levas; pudiendo, por tanto, independizar la admisión del escape y llegar a un sistema de distribución variable. Un esquema del conjunto completo de una Testastretta bicilíndrica de 8 válvulas: * 1980: el grupo cónico que se ve en la imagen anterior se sustituye por una correa o cadena. Aquí, podéis ver una buena animación. Es el sistema montado en la mayoría de las Ducati de dos válvulas por cilindro. El sistema montado en una Ducati Monster (bicilíndrica, 2 válvulas por cilindro y refrigerada por aire) tiene este aspecto: * 2004: Ducati retorna a la categoría reina de las motos con su Ducati Desmosedici. Ésta se caracteriza por su motor en L de cuatro cilindros, distribución desmodrómica y 16 válvulas (de ahí su nombre). Para esta configuración, Ducati partió de la culata Testastretta de las bicilíndricas como se puede ver en las imágenes, pero se duplicaron todos los componentes.

Para terminar, citaremos otro tipo de distribución al que no sé dónde encuadrar: la distribución neumática. Puede considerarse desmodrómica, pero se llama neumática porque la labor de los muelles pasa a realizarse mediante aire comprimido. Se utiliza únicamente en la fórmula 1 y es sumamente costosa (tanto en cuanto a diseño como a mantenimiento). Debido a que elimina los problemas de los muelles, permite elevar extraordinariamente el régimen de giro así como el rendimiento del motor. Ya hablaremos en otra ocasión de este tipo de distribución, creo que por hoy ya ha sido bastante. Al final, parece que ha sido un monográfico de Ducati, pero es quien utiliza esta distribución actualmente casi en exclusiva.

- VALVETRONIC-

El sistema VALVETRONIC modifica de modo continuo la carrera de las válvulas de admisión, con lo que los

motores ya no necesitan mariposa. El sistema VALVETRONIC consigue que el motor consuma

menos y emita menos gases contaminantes, sea más

Página 9 de 19

dinámico y responda de modo más espontáneo merced al control de la potencia mediante la carrera de las válvulas.

La VALVETRONIC sustituye a la mariposa y se encarga de regular de modo variable la carrera de las válvulas de admisión modificando el movimiento de las levas y, en consecuencia, el paso libre de las válvulas

-3.1- FUNCIONAMIENTOEntre el árbol de levas y la pareja de válvulas de admisión de cada cilindro hay una palanca intermedia. Su distancia frente al árbol de levas se modifica de modo continuo mediante un eje excéntrico accionado eléctrica-mente. Según la posición de dicho eje, cambia la elevación de las levas y, en consecuencia, la carrera de las válvulas es mayor o menor, según el caso. Ello significa que las ventajas de la VALVETRONIC son claramente mayores que aquellas de sistemas de variación parcial, como Bi-VANOS o taqués acoplados.

-3.2- NIVELES DE CONSUMO.

La VALVETRONIC consigue reducir el consumo de combustible como mínimo igual que el sistema de inyección directa, aunque sin las desventajas que éste tiene en relación con la emisión de gases contaminantes.

-3.3-VENTAJAS.

* funciona con mayor suavidad* responde más espontáneamente.* arranca mejor en frío* Respuesta rápida al pisar el acelerador

-Sistema VTEC de Honda-

Siglas de Variable Valve Timing and Lift Electronic Control System. Honda presento en el año 1989 un sistema para la variación de los tiempos de distribución, en el cual los arboles de levas no se torsionan. No solo se regula la fase de apertura, sino el también el tiempo y la sección de la misma. El objetivo de esta medida son leyes creadas a medida para la apertura de la válvulas para regímenes de revoluciones diferentes. Para un número de revoluciones medio, los tiempos de apertura mas cortos y una carrera de válvula menor elevan la velocidad de gas y, por tanto, también el llenado y el par motor dentro de este margen. Para un número de revoluciones superior, los tiempos de apertura mas largos y una carrera de válvula más grande intensifican la respiración del motor, lo cual, a su vez, tienen un efecto sobre la potencia.

El método por el cual puede conseguirse este efecto, requiere para 4 válvulas por cilindro, 6 levas y 6 balancines de palanca. Las levas externas, que están asignadas directamente a las válvulas, portan perfiles suaves y la leva central tiene los tiempos de distribución más largos y la carrera de la leva más grande. En el régimen de revoluciones bajo, solo están activas las levas externas, mientras que la leva central se acciona, por decirlo de alguna forma, en vacío, es decir, no tiene efecto alguno sobre las válvulas de los balancines de palanca centrales. Un muelle adicional evita que se pierda el contacto entre la leva y el balancín de palanca. Existen unos pasadores que se pueden desplazar de forma hidráulica y que entre 5000 y 6000 r.p.m.

Página 10 de 19

realizan una conexión mecánica entre los 3 balancines de palanca. Desde ese momento es la leva central más grande la que señala la apertura de la válvula. La presión de distribución necesaria para el desplazamiento la proporciona el circuito de aceite lubricante del motor. Para que el acoplamiento de los balancines de palanca funcione bien, es necesario que los círculos de base de todas las levas sean igual, de modo que cuando las válvulas estén cerradas los alojamientos y los pasadores estén alineados.

Honda ha demostrado la capacidad de rendimiento del sistema VTEC (DOCH) que tiene dos árboles de levas situados en la parte superior

Resumiendo el sistema de distribución variable empleado por Honda en sus automóviles se basa en una tercera leva en cada cilindro que entra en funcionamiento a altas revoluciones. El balancín de esta leva no actúa a bajas revoluciones, mientras que al acelerar, la presión del aceite desplaza un vástago entre los balancines de las otras levas y el de la leva central, quedando todo el conjunto unido. En este momento los balancines son abiertos por la leva con mayor perfil (que es la central) y se incrementa el alzado de las válvulas y su momento de apertura y de cierre. Cuando el motor reduce el régimen de giro, el vástago se recoge y el balancín central queda suelto. El perfil que ahora actúa es el de las levas

exteriores. Este sistema se acopla a las válvulas de admisión y escape en los motores de doble árbol de levas (DOCH) y solamente a las válvulas de admisión en los motores de un árbol de levas (SOCH).

Dependiendo del enclavamiento de los pernos o bulones se pueden obtener los siguientes estados de funcionamiento.

Estado 1. Por debajo de las 2500 rpm y con el motor con poca carga, los tres bulones están desenclavados con lo que los balancines pueden girar unos con respecto a los otros. El de más a la izquierda está apoyado sobre un anillo mecanizado en el árbol de levas, con lo que la alzada de la válvula correspondiente será nula, permaneciendo cerrada. El motor pues, estará funcionando en modo 12 válvulas (3 válvulas por cilindro). El balancín intermedio por no estar enclavado no acciona ninguna válvula.

El balancín de la derecha es accionado por la leva de perfil más suavizado, accionando su correspondiente válvula, con lo que se obtiene un diagrama de distribución propio de un motor elástico con un rendimiento de la combustión alto.

Página 11 de 19

Estado 2. Al sobrepasar las 2500 r.p.m. o acelerar, se introduce presión al bulón superior, enclavándolo, con lo que los balancines extremos se hacen solidarios. Con ello las dos válvulas de admisión son accionadas por el perfil de leva más suave, funcionando el motor en modo 16 válvulas. El motor opera en este estado desde alrededor de la 2500 r.p.m. hasta las 6000.

Estado 3. Cuando el motor sobrepasa las 6000 r.p.m. se manda presión al bulón inferior, haciendo solidarios los tres balancines, con lo que pasan a ser accionados por el perfil de leva de mayor alzada. Con ello se consigue una mayor potencia, propia de un motor rápido.

Una variante del VTEC es el VTEC-E, la "E" viene de "Econony", este sistema se adapta al funcionamiento de un motor con mezcla pobre. El objetivo de este motor esta en la reducción del consumo de combustible y de las emisiones de los gases de escape. Para el primer VTEC-E Honda utilizo como base el conocido motor Civic de 4 cilindros y 1,5 litros. Para la desconexión de las válvulas se utiliza el VTEC-SOCH desarrollado con tan solo un árbol de levas situado en la parte superior.

El VTEC-E no actúa sobre las válvulas de escape teniendo estas una distribución fija. El sistema solo actúa sobre las válvulas de admisión, a bajas r.p.m. solo abre una de las válvulas y altas r.p.m. abren las dos. De esta manera se aprovechan las ventajas de los motores de dos válvulas por cilindro en unos momentos determinados y en otros momentos las ventajas de los motores de 4 válvulas por cilindro.

El funcionamiento de este sistema se puede dividir en dos estados:

Balancines sin acoplar independientemente y son movidos por las levas (1), de 8 mm de alzada, y (2), de 0,65 mm de alzada. Esta pequeña abertura evita la acumulación no deseable de la mezcla en el segundo conducto de admisión. El uso de una sola entrada para la mezcla provoca un fuerte turbulencia dentro del cilindro que permite realizar una combustión más eficaz, incluso con mezclas pobres. Con la apertura de una sola válvula el llenado del

Página 12 de 19

cilindro mejora a bajas r.p.m. por lo que aumenta el par motor. La válvula de admisión que se mantiene inactiva se acciona durante esta fase, también por motivos de refrigeración, por medio de una leva muy plana con una carrera de tan solo 0,65 mm, mientras que la válvula que trabaja realiza toda la carrera de la válvula que es de 8 mm.

Balancines acoplados: a partir de 2500 r.p.m., el calculador de la inyección envía una señal al actuador hidráulico que da paso a la presión que desplaza los pistones que acoplan los balancines. Es la leva de más alzada (8 mm) la que mueve las dos válvulas de admisión con la misma elevación y los mismo tiempos de distribución. En estas condiciones aumenta la potencia al aumentar el número de r.p.m.

El colector de admisión dispone además de un sistema de admisión variable, que selecciona el conducto de admisión más favorable teniendo en cuenta el número de r.p.m. del motor.

SISTEMA VANOS BMW: Variable Nockenwellen Steuerung (separación variable del árbol de levas). Consiste en desplazar el calado del árbol de levas utilizando la presión del aceite del sistema de engrase.

FUNCIONAMIENTO:

El sistema aumenta el cruce de válvulas cuando el motor gira a altas revoluciones.

Página 13 de 19

El adelanto o retraso del árbol de levas con respecto al cigüeñal dependerá de las condiciones de funcionamiento del motor (carga, r.p.m. y temperatura).

Por medio de una gestión electrónica del motor y también de un electroimán se conecta una (1) válvula distribuidora 4-2 (4 vías, 2 posiciones), para lo cual un pistón hidráulico (2) admite alternativamente presión del aceite del motor y se mantiene en sus dos posiciones iniciales posibles por medio de topes mecánicos.

En el pistón se encuentra un eje dentado (3) montado sobre rodamientos de baja fricción, que transforma la carrera del pistón por medio de un dentado helicoidal en un giro del árbol de levas con relación a la rueda dentada accionad ora. El margen de ajuste es de 25º del ángulo de calado con respecto al cigüeñal.

Gracias al sistema VANOS se ha logrado reducir el tiempo de apertura de las levas de admisión de 240º a 228º, sin reducir por eso el rendimiento máximo del motor.

Esta medida tiene, ante todo una ventaja con respecto a la calidad en marcha en vacío.

SISTEMA BI-VANOS BMW:

Página 14 de 19

Con el paso del tiempo BMW incorpora la tecnología del sistema a los dos árboles de levas, es decir, al de admisión y también al de escape.

Se regulan en continuo los árboles de levas de admisión y de escape dentro de un campo amplio, lo que provoca una elevada potencia especifica y al desarrollo homogéneo del par motor.

También se le puede denominar vanos doble, pero es mas frecuente llamarle sistema Bi-VANOS.

El funcionamiento del sistema bi-VANOS es idéntico al sistema vanos. La única diferencia es que en este sistema se actúa sobre los dos árboles de levas.

VENTAJAS.

- Mayor par motor a revoluciones bajas e intermedias.- Menos gases residuales no sometidos a combustión en ralentí y, en consecuencia, mejor funcionamiento del motor en ralentí y menor nivel de gases contaminantes.- Recuperación interna de gases de escape a bajas revoluciones.-Calentamiento rápido del catalizador y bajo nivel de emisiones contaminantes al arrancar en frío; además, funciones especiales para la adaptación de la mezcla estando el motor caliente.- Menor consumo de combustible.- Menor nivel de ruidos ocasionados por el motor.

PIEZAS QUE FORMA EL SISTEMA DE ADMISION VARIABLE BI-VANOS.

Página 15 de 19

Piñón del árbol de levas de admisión. Lo que llama la atención es el dentado interior.

El "tubo" esta dentado por dentro y por fuera con dientes inclinados. Esta pieza es la que une el piñón anterior con el árbol de levas en sí.

Unidad VANOS

Los árboles de levas (en verde el de escape y en rojo el de admisión).

VÍDEO:video1

-TOYOTA-

El sistema VVTl-i controla las siguientes funciones:- Control de los tiempos de distribución- Control mediante dos estados de funcionamiento de la alzada de la leva- Control tanto en el árbol de levas de admisión como en el de escape

FUNCIONAMIENTO:

El mecanismo consta de un solo balancín, el cual acciona las dos válvulas de admisión a la vez. Dicho balancín es accionado por dos levas de diferente perfil, uno más suave que el otro.

El apoyo del perfil de leva agresivo es un bulón al cual se le permite un cierto desplazamiento mientras no actúe un tope que se acciona hidráulicamente.

Página 16 de 19

Cuando el motor funciona a bajas y medias vueltas el tope no está accionado, con lo que el bulón sube y baja, de manera que el perfil de leva agresivo no acciona el balancín, siendo las válvulas accionadas por el perfil de leva suave.

A altas r.p.m., la unidad de control electrónica acciona la válvula hidráulica, con lo que enclavamiento se acciona bloqueando el bulón, de manera que es ahora el perfil de leva el que acciona a las válvulas consiguiéndose así un diagrama de distribución propio de un motor rápido.

PARTES SISTEMA VTTI-i 

Escape AdmisiónApertura

AAE CierreRCE

Duracióncentro de

leva

Alzada de leva (mm)

AperturaAAA

CierreRCA

Duracióncentro de

leva

Alzada de leva (mm)

Bajas R.P.M.

34° 14° 228° 110° 7.6 -10 a 33°

58 a 15°

228° 124 - 81°

7.6

Altas R.P.M

56° 40° 276° 108° 10.0 15 a 58° 97 a 54°

292° 131 - 88°

11.2

-DISTRIBUCION ATV DE LOTUS (SIN

ARBOL DE LEVAS)-

El Loto que Trama AVT es un electrónicamente controlado, el sistema hidráulicamente activado que permite

Página 17 de 19

al control de perfiles de levantamiento de válvula individuales vía una señal digital el regulador a base de procesador. El sistema proporciona el control lleno, flexible del engranaje de distribución de válvula de motor y el levantamiento para permitir a perfiles de válvula diferentes, trapezoidal o triangular. Por ejemplo, esto permite a válvulas para abrir y cerrarse más que una vez por ciclo de motor.

El movimiento de las válvulas poppet es iniciado por el aceite que fluye en y de una cámara hidráulica que es controlada por válvulas electrohidráulicas digitales de acción rápida. Un actuador hidráulico de efecto simple es conectado a la culata y coaxialmente es alineado con el motor poppet la válvula. El pistón hidráulico del actuador se pone en contacto con la válvula convencional poppet y un transductor de desplazamiento es localizado alrededor del cuerpo de actuador para con exactitud supervisar la posición del pistón de actuador y de ahí la posición del motor poppet la válvula.

Una bomba integrada hidráulica y provisiones de sistema de refrigeración presurizaron el fluido hidráulico a las válvulas electrohidráulicas, que controlan el flujo de fluido hidráulico en o de la cima del pistón de actuador dependiendo si la válvula debe ser abierta o cerrada. Esto, Lotus Engineering dijo, permite el control del engranaje de distribución y el desplazamiento de levantamiento del motor poppet válvulas para cada grado de cigüeñal individual de rotación. El programa del AVT permite al engranaje de distribución infinitamente variable, la duración y el levantamiento.

La variación de la válvula que abre el punto, cerrando el punto y el levantamiento directamente afecta el proceso de gas de cambio, de modo que las pérdidas de bombeo y en algunas circunstancias, el engranaje de distribución de combustión del motor sean afectadas. Juntos con un sistema de entrada variable, la válvula de entrada correcta que cierra el punto puede conducir a aumentos significativos del momento de rotación de carga llena además de las mejoras de carga de parte, Lotus dijo.

Las pruebas sobre motores de investigación han mostrado aumentos de momento de rotación del 50 a 100 % por usando esta estrategia y han avanzado técnicas de combustión.

La optimización de la apertura de válvula de escape puede conducir a la extensión aumentada y la eficacia por lo tanto mejorada, variando el cierre de válvula de escape directamente controla la cantidad de gas de escape atrapado dentro del cilindro, que puede tener

un efecto principal sobre emisiones de NOx, según la empresa.

Lotus dijo esto ha visto una reducción del consumo de combustible del 10 a 15 %. Según el Loto, AVT usado en un motor diesel avanzado podría alcanzar normas de emisión de 2010 de los

Página 18 de 19

EE UU para HC y N [O.sup.x] sin el equipo aftertreatment. Esto puede ser hecho guardando la geometría de motor inalterada, la empresa indicada.

Otro uso interesante de AVT es un híbrido neumático. En este caso, durante el frenado regenerador, el motor funcionaría como un compresor de aire con el aire comprimido almacenado en un receptor. Entonces el aire comprimido sería suministrado al motor que ahora funciona como un motor de aire para lanzar el vehículo de la parada. El loto prueba una 2.0 L, el motor de cuatro cilindros con AVT que puede cobrar 1.05 cu.ft, el depósito de aire a 323 psi en 12 segundos con el motor conducido en 5000 revoluciones por minuto. Un uso más simple sin el depósito podría eliminar la necesidad de los gases de combustión o el freno de compresión sobre motores diesel.

Estimaciones de costos iniciales muestran que el sistema AVT probablemente costaría un poco más de 1200 dólares por motor cuando instalado sobre un motor íntegro, de cuatro cilindros, de 16 válvulas. Mientras el AVT añadirá al coste de un motor, Lotus dijo que el ahorro sería realizado por la eliminación de árboles de levas, paseos de árbol de levas y otros subsistemas relacionados con el disco de leva.

Página 19 de 19