La sincronización variable de válvulas (VVT) es un sistema para variar la apertura de válvulas de un motor de combustión interna . Esto permite que el motor entregue alta potencia, pero también funcione de manera manejable y eficiente a baja potencia. [1] Hay muchos sistemas para VVT, que implican cambiar la sincronización relativa, la duración o la apertura de las válvulas de entrada y escape del motor.
Uno de los primeros sistemas VVT prácticos utilizó 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 podrían cambiar estos factores. A pesar de esta limitación, el variador es un dispositivo relativamente sencillo de agregar a un motor existente y por eso permanece en servicio hoy en día.
Como el beneficio del variador depende de cambiar la sincronización relativa entre la admisión y el escape, los sistemas de variador solo se aplican a motores de doble árbol de levas en cabeza . Sería posible un sistema variador que moviera un solo árbol de levas tanto para la admisión como para el escape, pero no tendría ningún beneficio en el rendimiento.
Alfa Romeo fue el primer fabricante en utilizar un sistema de sincronización variable de válvulas en automóviles de producción (patente estadounidense 4.231.330). El Alfa Romeo Spider 2.0 L de 1980 tenía un sistema mecánico VVT en los autos SPICA con inyección de combustible vendidos en los EE. UU. Posteriormente, también se utilizó en los modelos Alfetta 2.0 Quadrifoglio Oro de 1983, así como en otros coches. La técnica deriva de un trabajo realizado en los años 1970 por el ingeniero de Alfa Romeo Giampaolo Garcea y en italiano el dispositivo se denomina variador de fase . [2] El motor Alfa Romeo Twin Spark , introducido en el Alfa Romeo 75 de 1987 , también utiliza sincronización variable de válvulas. [3] [4]
El sistema Alfa varía la fase (no la duración) de la sincronización de las levas 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 entrada 25 grados. El flujo de aceite al variador está controlado por una válvula solenoide . Cuando la velocidad del motor alcanza una cierta 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 entrada al variador. La posición del árbol de levas de admisión avanza 25 grados, aumentando así el solapamiento 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 válvulas a su estado natural. La sincronización variable aumenta la flexibilidad del régimen medio del motor y reduce las emisiones. Los puntos de cambio exactos dependen de la versión. Es de destacar que este sistema relativamente temprano solo tiene dos configuraciones: sin cambios y completamente avanzado. [ cita necesaria ]
Volkswagen utiliza un sistema 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 bancada múltiple disponen de cuatro variadores en total, uno para cada árbol de levas.
El variador Volkswagen se denomina “variador estriado” debido a la forma de sus componentes hidráulicos. A diferencia del sistema Alfa Romeo con sus estrías helicoidales y accionamiento indirecto, [nota 3] el sistema Volkswagen tiene una acción rotacional directa. Los componentes internos del variador se asemejan a una rueda de paletas dentro de una carcasa suelta, de modo que puede moverse libremente 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 controla la posición del árbol de levas.