La elevación variable de válvulas ( VVL ) es una tecnología de motores de pistón de automóviles que varía la altura de apertura de una válvula para mejorar el rendimiento, el ahorro de combustible o las emisiones. Hay dos tipos principales de VVL: discreto, que emplea cantidades fijas de elevación de válvulas, y continuo, que puede variar la cantidad de elevación. Los sistemas de elevación continua de válvulas generalmente permiten la eliminación de la válvula del acelerador . [ cita requerida ]
Cuando se utiliza junto con la sincronización variable de válvulas (VVT), la elevación variable de válvulas puede ofrecer potencialmente un control infinito sobre la sincronización de las válvulas de admisión y escape. [ cita requerida ]
En 1958, Porsche solicitó una patente alemana, que también se solicitó y publicó como patente británica GB861369 en 1959. La patente de Porsche utilizaba una leva oscilante para aumentar la elevación y la duración de la válvula. La leva desmodrómica se accionaba mediante una varilla de empuje/tracción desde un eje excéntrico o un plato cíclico . Se desconoce si alguna vez se fabricó un prototipo funcional.
Fiat fue el primer fabricante de automóviles en patentar un sistema funcional de sincronización variable de válvulas para automóviles que incluía elevación variable. Desarrollado por Giovanni Torazza a fines de la década de 1960, el sistema utilizaba presión hidráulica para variar el punto de apoyo de los seguidores de leva (patente estadounidense 3.641.988). [1] La presión hidráulica cambiaba según la velocidad del motor y la presión de admisión. La variación de apertura típica era del 37 %.
En septiembre de 1975, General Motors (GM) patentó un sistema destinado a variar la elevación de las válvulas. GM estaba interesada en estrangular las válvulas de admisión para reducir las emisiones. Esto se hizo minimizando la cantidad de elevación a baja carga para mantener la velocidad de admisión más alta, atomizando así la carga de admisión. GM tuvo problemas al funcionar con una elevación muy baja y abandonó el proyecto. [ cita requerida ]
En 1989, Honda lanzó su sistema de control electrónico de elevación y distribución variable de válvulas ( VTEC ), que cambia a un perfil de leva independiente a altas velocidades del motor para mejorar la potencia máxima. Las versiones posteriores agregaron VVT, así como elevación de válvulas de 3 etapas .
Nissan presentó su sistema de elevación y distribución variable de válvulas orientado a la ecología Nissan en su motor Nissan VVL, que presenta una elevación de válvulas de dos etapas.
El primer sistema VVL de Toyota fue el VVTL-i , un sistema de elevación de válvulas de dos etapas que también incorpora sincronización variable de válvulas. Al igual que el VTEC, tiene un perfil normal y "salvaje" en el mismo árbol de levas. Este sistema solo se utilizó en el motor 2ZZ-GE .
General Motors (GM) introdujo el control de elevación de válvulas de admisión ( IVLC ) en el motor Ecotec de tercera generación . El sistema proporciona una elevación de válvula variable en dos etapas además de una sincronización variable continua. Comandado continuamente por la unidad de control del motor, el balancín de válvulas cambia entre perfiles de elevación alta y baja en el árbol de levas, accionado por una válvula de control de aceite a través de un ajustador de holgura hidráulico estacionario de dos alimentaciones, lo que permite una elevación de 4,0 o 10,5 mm. [2]
Fiat Chrysler Automobiles agregó elevación de válvulas de dos etapas (VVL) a la actualización de 2016 de su motor Pentastar junto con mejoras en su sistema de sincronización variable de válvulas (VVT). [3]
Porsche presentó VarioCam Plus , que agregó elevación de válvula de admisión de dos etapas a su sistema VarioCam .
Subaru introdujo el sistema de elevación de válvulas i-Active ( i-AVLS ) en la segunda generación del EJ25 (EJ253), que cuenta con elevación de admisión de dos etapas, sin embargo, solo se utiliza en una de las dos válvulas de admisión. La segunda generación del EZ30 utiliza calzas de elevación de dos etapas, de cucharón, en todas las válvulas de admisión. Para el EZ36D, fue reemplazado por D- AVCS , VVT dual en las levas de admisión/escape.
Mitsubishi introdujo en 1992 su innovador control electrónico de elevación y sincronización de válvulas ( MIVEC ), que incluía una elevación de válvulas de dos etapas.
En 2001, BMW introdujo el sistema Valvetronic, que puede variar de forma continua y precisa la elevación de la válvula de admisión y, además, el sistema Double VANOS independiente puede variar simultáneamente la sincronización de las válvulas de admisión y de escape. El control preciso que tiene el sistema sobre las válvulas de admisión permite que la carga de admisión se controle completamente mediante las válvulas de admisión, lo que elimina la necesidad de una válvula de mariposa y reduce en gran medida la pérdida de bombeo. Este último sistema por sí solo puede aumentar la potencia de salida y el ahorro de combustible entre un 10 y un 15 %. [4] Además, ambos sistemas también se pueden combinar con el sistema BMW DIVA (admisión de aire variable diferenciada), que es el primer colector de admisión de longitud continuamente variable del mundo. A partir de 2017, BMW es la única empresa que puede implementar los tres sistemas de sincronización variable de válvulas, elevación y colector de admisión en forma de ajuste continuo en un automóvil de producción.
El sistema VTEC avanzado de Honda , que no aparece en ninguno de sus vehículos de producción a partir de 2018, permite una elevación variable continua, a diferencia de los sistemas VTEC anteriores que tenían configuraciones de elevación discretas. Aunque se especuló que se usaría por primera vez en el Honda Accord de 2008, el vehículo utiliza en cambio el sistema i-VTEC existente.
En 2005, Mitsubishi introdujo el sistema de elevación de válvulas continuamente variable bajo el nombre existente de MIVEC . [5] El sistema utiliza una leva intermedia oscilante para alterar el punto de apoyo del balancín. [6]
Nissan introdujo su sistema de elevación y evento de válvula variable (VVEL) en 2007 como el segundo sistema CVVL del mundo. La primera aplicación fue en el motor V6 VQ37VHR del Skyline Coupe (Infiniti G37). El sistema de Nissan es más compacto que el de BMW, implica menos piezas y menos pérdida de energía, y por lo tanto es más adaptable a los motores de alto rendimiento. [7] El VVEL no utiliza un árbol de levas de admisión convencional. Cada válvula es accionada por una leva que pivota sobre el árbol de levas, pero no está fija a él. Mientras que los árboles de levas convencionales tienen lóbulos giratorios fijos, la leva en el VVEL oscila hacia arriba y hacia abajo; por eso no necesita un perfil simétrico. Su movimiento es impulsado por el árbol de levas a través de una serie de componentes. El VVEL varía la elevación de la válvula mediante el eje de control excéntrico dentro del balancín. Al girar el eje de control excéntrico, se cambia la posición del balancín, lo que cambia el ángulo de oscilación de la leva. El ángulo de oscilación de la leva determina el grado de elevación de la válvula. [7]
Toyota introdujo su tecnología Valvematic en 2008. Valvematic emplea un eje intermedio para lograr una elevación de válvula variable continua. El eje intermedio tiene un miembro de accionamiento para cada cilindro. [8] Cada miembro de accionamiento está hecho de dos seguidores de dedo a cada lado de un miembro de cojinete de rodillos. Los seguidores pueden girar en relación con el miembro de rodillo por medio de roscas de engranaje internas y un motor eléctrico unido al extremo del eje intermedio. Las roscas de engranaje del miembro de rodillo y los seguidores de dedo están en direcciones opuestas. Esto significa que cuando el eje gira, el miembro de rodillo y los seguidores de dedo se moverán en direcciones opuestas, alejándose o acercándose. De esta manera, el ángulo del eje entre ellos se puede variar infinitamente por el motor eléctrico. La válvula de admisión es accionada por el árbol de levas a través del eje intermedio. [8] Específicamente, el árbol de levas actúa sobre el miembro de rodillo del eje intermedio, transfiriendo el movimiento a ambos seguidores de dedo, luego hacia los balancines de rodillo y finalmente a las válvulas de admisión. Cuando el ángulo de los seguidores de dedo es estrecho con respecto al miembro de rodillo, la elevación de la válvula es baja. A medida que aumenta el ángulo, también aumenta la elevación de la válvula. De esta manera, Valvematic puede variar la elevación de la válvula ajustando el ángulo de los seguidores de dedo en relación con el elemento de cojinete de rodillos.
La tecnología Multiair de Fiat que permite no sólo sincronización variable de válvulas (VVT) y elevación variable de válvulas (VVL) sino también un perfil de leva variable.