Mejora del rendimiento del motor: potencia, par, colectores de geometría variable y distribuciones

Introducción a la mejora del Rv

Objetivos: conseguir mayores potencias, reducir el consumo, disminuir la contaminación, aumentar la fiabilidad y el confort de la marcha.

Aumento de revoluciones para conseguir mayor potencia

El número de revoluciones máximo de un motor está condicionado por tres factores principales: momentos de inercia, rebotes de las válvulas en el sistema de distribución y lubricación entre el pistón y el cilindro.

Aumento de par para conseguir mayor potencia

Podemos conseguir mayor par de tres formas diferentes:

• Aumento de la cilindrada.
• Incremento de la relación de compresión.
• Aumento del rendimiento volumétrico, que es la mejor forma de mejorar la potencia sin elevar excesivamente el consumo y la contaminación, además de no comprometer la fiabilidad del motor.

Colectores de geometría variable

Los colectores de geometría variable basan su funcionamiento en la sobrealimentación producida por aprovechar la resonancia en el colector de admisión. La resonancia consiste en que, al realizar la admisión, se producen ondas de presión y depresión que se aprovechan para aumentar la presión y el llenado. A la entrada de los colectores de admisión se coloca un ensanchamiento llamado resonador o tubo colectivo. Si la longitud del colector es fija, se aprovecha la resonancia solo a determinados regímenes. Por este motivo, conviene diseñar un colector de admisión con longitudes distintas: una larga para bajos regímenes y una corta para altos regímenes.

Distribuciones multiválvulas

Los motores con distribuciones multiválvulas incrementan su potencia sin aumentar el consumo específico, e incluso reducen la contaminación porque consiguen mayores turbulencias dentro de la cámara. Al aumentar el número de válvulas por cilindro se incrementa la sección de entrada y salida de los gases, disminuyendo el rozamiento del aire con el colector de admisión. Para aprovechar la superficie de la cámara de combustión se colocan más válvulas en la culata y se disminuye el tamaño de cada válvula.

Los motores multiválvulas más habituales son los de cuatro válvulas por cilindro. Si el número de válvulas es impar, hay más válvulas de admisión que de escape; si el número de válvulas es par, el número de válvulas coincide pero las de admisión serán de mayor sección que las de escape. Lo habitual en culatas de cuatro o cinco válvulas es contar con dos árboles de levas en cabeza: uno para admisión y otro para escape.

Distribuciones variables

Las distribuciones variables modifican las cotas de apertura y cierre de las válvulas y su alzada, para elegir las más adecuadas al motor en cada momento de su funcionamiento. Consiste en disponer de diferentes diagramas de distribución y diferentes alzadas de válvula, según convenga en cada instante. Esto puede realizarse de dos formas: desfasando los árboles de levas y variando además el grado de apertura de las válvulas.

Variadores de fase del árbol de levas

Consiste en desfasar el árbol de levas respecto a su piñón de accionamiento. Tipos de variadores de fase:

• Por engranaje helicoidal: desfasan el árbol de levas respecto de su piñón de accionamiento, que es movido por el cigüeñal a través de un engranaje helicoidal. Está formado por: actuador electrohidráulico o electromagnético, árbol de levas, piñón y manguito desplazable.
• Variocam: desfasa el árbol de levas de admisión respecto al de escape, siendo este último el que va sincronizado con el cigüeñal y el que acciona el de admisión. En la posición de entrega de potencia, a partir de 5500 rpm, el tramo inferior de la cadena es corto. En la posición de entrega de par, desde 1500 a 5500 rpm, el tramo inferior de la cadena se alarga, acortándose el tramo superior.
• Celulares de aletas: el desfase se produce a través de la presión de aceite del motor, controlada por unas electroválvulas y por la centralita de control del motor, en función de las revoluciones, la carga, la posición angular del cigüeñal, la temperatura del motor y la posición angular de los árboles de levas.