Optimización del Rendimiento Motor: Sistemas Multiválvulas, Distribución Variable y Tecnología VTEC

Distribución Multiválvulas

Consiste en duplicar el número de válvulas de manera que se reduce el diámetro de cada una y se aprovecha mejor el espacio disponible en la cámara de combustión. Las válvulas forman un ángulo entre sí que puede estar comprendido entre 50° y 20°, permitiendo diseñar una cámara compacta con una relación superficie/volumen muy favorable. Esto puede provocar fuertes turbulencias con facilidad, lo que resulta en un mejor aprovechamiento de la energía calorífica y repercute positivamente en el consumo.

Ventajas del Sistema Multiválvulas

• La sección de entrada aumenta aproximadamente un 30% al aprovechar el diámetro del cilindro y la mayor alzada de la válvula.
• Permite mejorar el volumen y la forma de la combustión.
• Las válvulas presentan menos inercia, permitiendo aperturas más rápidas.
• Uso de muelles más suaves, lo que reduce los efectos de rebote y el ruido.
• Mejor refrigeración de las válvulas.

Optimización del Sistema Multiválvulas

Si bien la mayor sección de las válvulas reduce las pérdidas y consigue introducir más gas en el cilindro, mejorando el rendimiento a altas revoluciones, el problema se presenta en bajas revoluciones. Esto se debe a que la amplia sección de admisión disminuye la velocidad del gas, resultando en una carga deficiente y baja turbulencia, lo que provoca pérdidas de potencia y par.

Para contrarrestar este efecto, se diseñan colectores de admisión con dimensiones que permiten al gas alcanzar una velocidad adecuada, o se implementa la admisión variable.

Dinámica de Gases y Admisión Variable

Admisión Variable

Este sistema modifica el colector de admisión para adaptarlo a los distintos regímenes del motor, mejorando el llenado tanto a bajas como a altas revoluciones y, consecuentemente, obteniendo un mayor par motor.

Inercia de los Gases

La inercia de los gases es crucial para el diseño del colector:

• A medida que aumentan las revoluciones (RPM), disminuye la longitud y aumenta el diámetro del colector para evitar las pérdidas de carga.
• Para revoluciones bajas, se requieren colectores largos y estrechos.

Resonancia Acústica

La onda de presión y de depresión se desplazan por el interior de los conductos con una velocidad constante, pero con una frecuencia que varía con el régimen de RPM. Las oscilaciones a cierto régimen producen un efecto de sobrealimentación por resonancia. Este fenómeno mejora el par a bajas revoluciones y aumenta la potencia a altas RPM.

Sistemas de Distribución Variable (VVT)

El sistema de distribución variable ofrece la posibilidad de disponer de dos diagramas de distribución diferentes:

1. Un diagrama para regímenes bajos e intermedios, que permite mejorar el llenado de los cilindros para obtener un buen par desde bajas RPM.
2. Un segundo diagrama que proporciona altas prestaciones a alto régimen.

Esto mejora la carga del cilindro en toda la gama de RPM y contribuye a reducir la contaminación.

Sistema Variocam

Este sistema consigue variar el diagrama de distribución mediante un tensor hidráulico que transmite el giro entre dos árboles de levas, actuando específicamente sobre el árbol de levas de admisión.

Sistema VTEC (Variable Valve Timing and Lift Electronic Control)

Este sistema se basa en la variación de la alzada de las válvulas y de su momento de apertura en función de las RPM.

Funcionamiento del VTEC

Bajas Revoluciones

Los balancines son independientes, accionados de forma separada por las levas, dispuestos con un ligero desfase para mejorar el llenado.

Altas Revoluciones

Se acciona una válvula que da paso a la presión de aceite, desplazando unos pistones que sincronizan los balancines. Estos se mueven como una sola pieza y son accionados por la leva central, que es de mayor diámetro. Esto resulta en una apertura mayor, mejorando significativamente el llenado del cilindro.

Sistema VTEC-E (Economy)

En el VTEC-E, las válvulas de escape funcionan con una elevación y distribución constante. El sistema solo interviene sobre la admisión.

Funcionamiento del VTEC-E

Bajas RPM

Los balancines están desacoplados y son independientes, con distintas alzadas. Solo una de las válvulas de admisión abre completamente. Este desfase evita la acumulación de gases en el segundo conducto de admisión. El gas origina una fuerte turbulencia dentro del cilindro, permitiendo una buena combustión incluso con mezcla pobre.

Altas RPM (Generalmente > 2500 RPM)

Cuando se supera el umbral de RPM, el calculador abre la válvula que da paso a la presión hidráulica, conectando los balancines entre sí. La leva primaria mueve las dos válvulas con la misma elevación, aumentando la potencia a medida que suben las revoluciones.