La sincronización variable de válvulas (VVT) es un sistema para variar la apertura de las válvulas de un motor de combustión interna . Esto permite que el motor suministre alta potencia, pero también funcione de manera manejable y eficiente a baja potencia. [1] Existen muchos sistemas para VVT, que implican cambiar la sincronización relativa, la duración o la apertura de las válvulas de admisión y escape del motor.
Uno de los primeros sistemas VVT prácticos utilizaba un variador para cambiar la fase [nota 1] del árbol de levas y las válvulas. Este sencillo sistema no puede cambiar la duración de la apertura de las válvulas ni su elevación [nota 2] . Los sistemas VVT posteriores, como el árbol de levas helicoidal o los sistemas de fulcro móvil, también podían cambiar estos factores. A pesar de esta limitación, el variador es un dispositivo relativamente sencillo de añadir a un motor existente, por lo que sigue en servicio en la actualidad.
Como el beneficio del variador se basa en cambiar la sincronización relativa entre la admisión y el escape, los sistemas de variador solo se aplican a motores con doble árbol de levas en cabeza . Un sistema de variador que moviera un solo árbol de levas tanto para la admisión como para el escape sería posible, pero no tendría ningún beneficio en el rendimiento.
Alfa Romeo fue el primer fabricante en utilizar un sistema de distribución variable de válvulas en los coches de producción (patente estadounidense 4.231.330). El Alfa Romeo Spider 2.0 L de 1980 tenía un sistema mecánico VVT en los coches con inyección de combustible SPICA vendidos en los EE. UU. Más tarde, esto también se utilizó en los modelos Alfetta 2.0 Quadrifoglio Oro de 1983, así como en otros coches. La técnica se deriva del trabajo realizado en la década de 1970 por el ingeniero de Alfa Romeo Giampaolo Garcea y en italiano el dispositivo se denomina variatore di fase . [2] El motor Alfa Romeo Twin Spark , introducido en el Alfa Romeo 75 de 1987 , también utiliza distribución variable de válvulas. [3] [4]
El sistema Alfa varía la fase (no la duración) de la sincronización de la leva y actúa sobre el árbol de levas de admisión. [5]
El variador de Alfa Romeo es una cámara cilíndrica que contiene una cámara de presión y un pistón junto con estrías helicoidales. La presión del aceite del motor mueve el pistón interno que gira ligeramente debido a las estrías helicoidales y avanza la sincronización de la válvula de admisión en 25 grados. El flujo de aceite al variador está controlado por una válvula solenoide . Cuando la velocidad del motor alcanza una determinada velocidad, normalmente 1500-2000 rpm en la aplicación Twin Spark , el solenoide se activa, lo que hace que el aceite presurizado se dirija a través del árbol de levas de admisión hacia el variador. La posición del árbol de levas de admisión se avanza 25 grados, lo que aumenta la superposición de válvulas. Permanece en este estado avanzado hasta aproximadamente 5000 rpm cuando el solenoide se apaga y el pistón del variador devuelve la sincronización de la válvula a su estado natural. La sincronización variable aumenta la flexibilidad de rango medio del motor y reduce las emisiones. Los puntos de cambio exactos dependen de la versión. Es notable que este sistema relativamente temprano solo tiene dos configuraciones: sin cambios y completamente avanzado. [ cita requerida ]
Volkswagen utiliza un sistema de variador con dos variadores, uno para cada árbol de levas. Al igual que el sistema Alfa Romeo, se trata de unidades hidráulicas controladas eléctricamente, montadas en la polea de la correa de distribución del árbol de levas. [11] Estos sistemas están instalados en los motores Volkswagen VR5 y VR6 , y también en los motores W8 y W12 . Los motores W de banco múltiple tienen cuatro variadores en total, uno para cada árbol de levas.
El variador de Volkswagen se denomina "variador estriado", debido a la forma de los componentes hidráulicos. A diferencia del sistema Alfa Romeo con sus estrías helicoidales y accionamiento indirecto, [nota 3] el sistema de Volkswagen tiene una acción rotatoria directa. Los componentes internos del variador se asemejan a una rueda de paletas dentro de una carcasa suelta, de modo que es libre de moverse unos pocos grados de lado a lado. Al aplicar presión hidráulica en un lado de estas paletas, se logra un cambio de fase. [11] El fluido hidráulico es aceite de motor, controlado por una válvula solenoide montada en la culata y controlada por la ECU . Un sensor de efecto Hall también monitorea la posición del árbol de levas.