La tecnología Alfa Romeo Twin Spark (TS) se utilizó por primera vez en el coche Alfa Romeo Grand Prix en 1914. [1] A principios de la década de 1960 se utilizó en sus coches de carreras ( GTA , TZ ) para permitirle alcanzar una mayor producción de potencia de sus motores. Y a principios y mediados de los años 1980, Alfa Romeo incorporó esta tecnología en sus coches de carretera para mejorar su rendimiento y cumplir con controles de emisiones más estrictos.
En el mundo Alfa Romeo actual, el nombre "Twin Spark" suele referirse a los motores de doble encendido instalados en los coches Alfa Romeo. El motor de 8 válvulas se instaló inicialmente en el Alfa Romeo 75 pero también en el 164 y 155 . Los motores de 16 válvulas aparecieron en los modelos 145 , 146 , 155, 156 , 147 , 166 , Alfa Romeo GTV & Spider y Alfa Romeo GT .
La serie TS son todos motores en línea de 4 cilindros y doble árbol de levas . El motor original de 8 válvulas se derivó de la familia Twin Cam de Alfa y presentaba un bloque + culata de aleación ligera (aleación de aluminio mejorada con silicio), camisas de cilindro de hierro enfriadas por vía húmeda y los árboles de levas eran impulsados por una sola cadena de distribución dúplex. Diseño similar al de los anteriores y famosos motores Alfa Romeo Twin Cam , pero con un ángulo de válvula más estrecho y doble encendido en este modelo.
Los motores posteriores de 16 válvulas formaban parte de la serie de motores modulares " Pratola Serra " (familia B) de Fiat , [ cita necesaria ] y tenían un motor de bloque de hierro fundido más pesado, con una culata de aleación y los árboles de levas eran accionados por correas. El nombre Twin Spark proviene del hecho de que hay dos bujías por cilindro. Era de hierro fundido por su mayor resistencia a la viga, menor complejidad y, por tanto, menores costos de producción. Cuando eran nuevos, estos motores destacaban por su alta eficiencia, como lo demostraba la BMEP (presiones efectivas medias de freno) ejercida sobre las coronas de los pistones.
Las dos bujías de los motores Alfa Twin Spark de 8 V encienden al mismo tiempo y están situadas simétricamente alrededor de la línea vertical que pasa por los centros de las válvulas de admisión y de escape. El frente de llama recorre menos distancia, lo que permite utilizar menos avance de ignición. Además, también se pueden tolerar mezclas más pobres para una mejor economía de combustible. El motor de 8V también tiene 8 bujías idénticas. No hay espacio para una bujía colocada en el centro debido al diseño de 2 válvulas que utiliza una válvula de entrada bastante grande de 44 mm de diámetro en el motor 2.0. En los modelos más nuevos que utilizan el motor de 8 V, el sistema también utiliza el popular sistema de chispa desperdiciada . (como también se usa en Ford EDIS), combinando una bobina para 2 bujías en cilindros hermanos de fase opuesta como 1-4, 2-3 en motores de 4 cilindros.
En los motores Alfa 16V Twin Spark, una bujía está situada idealmente en el centro del cilindro, como es habitual en prácticamente todos los motores con configuración multiválvula. Para acomodar una segunda bujía en la cámara de combustión de 4 válvulas, se ubica una bujía de menor diámetro en el borde de la cámara de combustión entre una válvula de entrada y una válvula de escape. La ubicación del enchufe adicional significa que su impacto en el rendimiento máximo es marginal. Sin embargo, el motor puede funcionar en ralentí suavemente en condiciones muy pobres (hasta 18:1 AFR), lo que sugiere que la bujía adicional está aquí para mejorar la eficiencia de la combustión bajo cargas ligeras. En la próxima generación de Alfa cuatro, los motores JTS perdieron las segundas bujías y ganaron inyección directa y mayores prestaciones.
Todos los motores TS 16V, 1.6, 1.8 y 2.0, utilizan una bujía de electrodo de platino de larga duración de 10 mm de diámetro y 14 mm de diámetro por cilindro. Las bujías tienen un intervalo de reemplazo de 100.000 kilómetros (62.000 millas).
El motor de 16 válvulas cuenta con encendido individual de "bobina sobre bujía", donde el tiempo de encendido se controla directamente mediante el sistema de gestión del motor de Bosch, y cada bobina enciende dos bujías simultáneamente. En los motores anteriores CF1 y CF2 de 16 válvulas, cada bobina encendía la bujía debajo de ella y (a través de un cable de bujía corto) una bujía en el otro cilindro que estaba fuera de fase con la rotación del cigüeñal de 360° (es decir, una bobina dispararía una bujía en el cilindro que se acerca a la parte superior de la carrera de compresión, y también una bujía en el cilindro que se acerca a la parte superior de la carrera de escape (en un motor de 4 cilindros y 4 tiempos con un cigüeñal de 180°, los pistones 1 y 4 y los pistones 2 y 3 se elevan y caen en pares). Entonces, en esta configuración, cada bobina da servicio a dos bujías y cada cilindro recibe servicio de dos bobinas. En caso de falla de la bobina, una de las dos bujías aún funcionaría.
Los sistemas de encendido que disparan una bujía en un cilindro en su carrera de escape se conocen como sistema de encendido por chispa desperdiciada; como la chispa no enciende nada y por eso se "desperdicia". Los sistemas de chispas desperdiciadas se utilizan generalmente como economía de producción, ya que se requiere la mitad del número de bobinas (que en consecuencia tienen que disparar el doble de veces), por ejemplo, un motor de cuatro cilindros y cuatro tiempos (con una sola bujía por cilindro) requiere sólo 2 Las bobinas se disparan alternativamente cada 180° de rotación del cigüeñal, cada bobina se dispara cada 360° de rotación del cigüeñal para disparar los cuatro cilindros. En el Twin Spark de 16 válvulas, las ocho bujías requieren 4 bobinas, por lo que era poco probable que la economía de producción fuera un factor en la adopción de un sistema de chispa desperdiciado.
En el CF3 posterior (2001 con la norma de emisiones Euro 3) 16v TS, las cuatro bobinas encienden ambas bujías en un cilindro (por lo tanto, no 1 y 4 y 2 y 3 como pares), y puede que no sea un sistema de chispa desperdiciado. Los beneficios potenciales de que cada bobina esté asociada con un cilindro son: reducir a la mitad la frecuencia de disparo: solo se requiere que la bobina dispare cada rotación de 720° del cigüeñal en lugar de cada rotación de 360°. Esto duplicaría el tiempo de saturación de la bobina, reduciendo la carga de la bobina y mejorando la calidad de la chispa a altas rpm. Algunos sistemas de gestión de motores de Bosch tienen la capacidad de avanzar y retrasar el tiempo de encendido en cilindros individuales, lo que sería imposible en las configuraciones CF1 y CF2 ya que cada cilindro recibe servicio de dos bobinas, pero podría usarse en la configuración CF3.
Los motores también incorporan otros dos dispositivos para mejorar el rendimiento en funcionamiento, el variador de fase del árbol de levas y el control de longitud de admisión variable (o colector de admisión modular en Alfaspeak) en las versiones posteriores (cubierta de levas de plástico) de 1,8 y 2,0 litros. Cuando se implementan ambos sistemas variables, son controlados en conjunto por la ECU de gestión del motor Motronic de Bosch en respuesta a las rpm, la carga y la posición del acelerador. Según la documentación de servicio electrónico Fiat Auto SpA DTE para el 156 Twin Spark (1.8/2.0):
" Para optimizar la cantidad de aire aspirado al motor, la unidad de control controla: la sincronización de entrada en dos posiciones angulares (y) la geometría de los conductos de admisión en dos longitudes (sólo 1,8/2,0 TS). A la velocidad máxima de par, la unidad de control ajusta el " Fase "abierto": leva adelantada 25°, cárter de entrada con conductos largos (Sólo 1.8/2.0 TS). A la máxima potencia la centralita programa la fase "cerrada": leva en posición normal, cárter de entrada con conductos cortos. En ralentí la centralita configura la fase "cerrado": leva en posición normal y caja de admisión con conductos cortos. En las demás condiciones de funcionamiento del motor, la centralita selecciona la configuración más adecuada para optimizar prestaciones - consumo - emisiones. las cajas siempre son cortas " [2]
El avance del árbol de levas de admisión abre y cierra las válvulas de admisión en una etapa más temprana del ciclo de admisión. Esto permite que el llenado de los cilindros con la mezcla de aire/combustible comience y termine antes cuando están en posición avanzada, comenzando así a comprimir la mezcla antes. O que la fase de compresión comience más tarde (cuando no esté en estado de leva avanzada) retrasando el cierre de la válvula de admisión. La compresión real de los gases puede comenzar sólo después del cierre de las válvulas de admisión, por lo que variando el momento de cierre de la válvula de admisión (con el variador) se puede reducir la relación de compresión efectiva en la posición no avanzada. Esto tiene beneficios como una forma de reducir la relación de compresión efectiva pero aún así mantener la relación de expansión como antes para reducir las pérdidas mecánicas de la fase de compresión. Cuando la válvula de admisión también se abre antes en relación con el cierre de las válvulas de escape, la superposición de válvulas (el período en que las válvulas de entrada y de escape están abiertas simultáneamente) también aumenta en este modo. Esto promueve el efecto de barrido del escape que sale, lo que provoca un vacío parcial en el cilindro para ayudar aún más a llenar el cilindro con una carga nueva. Además, este mayor solapamiento puede provocar que parte de los gases de escape vuelvan a entrar y de esta forma funcione como un EGR interno.
Al igual que con sistemas de fase de levas de entrada similares como BMW VANOS, la fase vuelve al estado retardado a rpm más altas para mejorar la potencia y la eficiencia a medida que la dinámica del gas de entrada cambia con las rpm. Los conductos de entrada cortos se sintonizan con la frecuencia más alta y, por lo tanto, con la onda de presión del conducto de entrada más corta.
En los motores de 16 V, el variador del árbol de levas se utiliza para mejorar el rendimiento y las emisiones, pero también podría ser la fuente del problema común del "ruido diésel" que se ve a menudo en los modelos usados de alto kilometraje que utilizaban las partes internas anteriores del variador. El mismo sistema variador también se utiliza en muchos motores Fiat / Lancia , como el utilizado en el motor Lancia Kappa de 5 cilindros, algunos motores Fiat Bravo / Fiat Marea , Fiat Barchetta , Fiat Coupe , Fiat Stilo , etc.
El colector de admisión modular Alfa Romeo es un sistema de admisión variable instalado en los motores Twin Spark CF2 posteriores de 1,8 y 2,0 litros. [ cita necesaria ] Funciona cambiando entre dos canales de entrada de aire separados de diferentes longitudes (un par para cada cilindro) para acortar o alargar el camino desde el extremo del canal de entrada (dentro del pleno) hasta las válvulas de entrada. El sistema es servooperado asistido por vacío y controlado directamente por el sistema de gestión del motor de Bosch, como se describe anteriormente. Los canales de entrada de longitud ajustada funcionan utilizando los armónicos creados dentro del canal/canal de entrada al abrir y cerrar las válvulas de entrada y el flujo de gas durante el ciclo de entrada. Cada corredor es efectivamente una pila de velocidad que refleja una onda de presión positiva hacia abajo por el corredor de entrada para maximizar el llenado del cilindro con la mezcla de combustible y aire. La banda de revoluciones por encima de la cual la onda de presión llega a las válvulas de admisión abiertas y puede ayudar al llenado del cilindro está determinada por la longitud del corredor y es relativamente estrecha. El intercambio entre corredores de diferente longitud amplía la banda de rpm sobre la cual se logran los beneficios de los corredores de entrada sintonizados, lo que lleva a una curva de torque más plana y, en consecuencia, a más potencia en todo el rango de revoluciones.
Además, también se ha maximizado el flujo de aire dentro del tubo de admisión original entre la placa del acelerador y la caja de aire. Esto incluye una 'trompeta de entrada' en el extremo del tubo de admisión dentro de la caja de aire (a menudo denominada "cono" por Alfisti) que está diseñada para mejorar el flujo de aire y la medición de combustible al reducir la turbulencia (y puede reflejar ondas de presión positivas de regreso). por el tubo de admisión). Hay mucha discusión sobre cómo mejorar el rendimiento quitando la trompeta o "desconectando", como a menudo se le llama, [ cita necesaria ] ya que algunos piensan que la trompeta restringe el flujo de aire debido a su pequeña sección transversal de entrada. Si bien la "desconificación" da como resultado una mejora en la sección transversal de la entrada, es probable que cualquier beneficio se vea compensado por el "efecto de pellizco" de una entrada sin radio, que es 0,6 - 0,5 la eficiencia de un radio de trompeta en una entrada del mismo diámetro [3 ]
La sincronización variable de válvulas le dio al motor Twin Spark un muy buen rendimiento para su cilindrada, pero es una de las áreas más débiles del motor de 16 válvulas. El variador original que controla la sincronización de las levas es propenso a desgastarse o atascarse, aunque la pieza de repuesto lleva un número de pieza diferente y tiene una confiabilidad mejorada. Los síntomas son una ligera pérdida de rendimiento y un ruido tipo diésel en la parte superior del motor, que aparece al arrancar y que poco a poco dura más. [4] Por lo tanto, es aconsejable cambiar el variador independientemente de su condición aparente cuando se reemplace la correa de distribución después de 36.000 millas (60.000 km). El problema del variador no se ve a menudo en la versión anterior de 8 V Twin Spark, ya que utilizan un tipo diferente de sistema de variador de sincronización de levas; este también es el caso de las versiones posteriores de 16 V utilizadas en el Alfa Romeo 156 y el 147 donde el variador débil era dirigido.
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