Variador (distribución variable de válvulas)

La distribución 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 ofrezca alta potencia, pero también que funcione de manera dócil y eficiente a baja potencia. ^{[ 1 ]} Existen muchos sistemas de VVT, que implican modificar 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 permite modificar la duración de la apertura de las válvulas ni su alzada ^{[ nota 2 ]} . Los sistemas VVT posteriores, como el árbol de levas helicoidal o los sistemas de pivote móvil, sí podían modificar 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 uso hoy en día.

Dado que la ventaja del variador reside en modificar 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 ofrecería ninguna mejora en el rendimiento.

Alfa Romeo fue el primer fabricante en utilizar un sistema de distribución variable de válvulas en automóviles de producción (Patente estadounidense 4,231,330). El Alfa Romeo Spider 2.0 L de 1980 tenía un sistema VVT mecánico en los automóviles con inyección de combustible SPICA vendidos en EE. UU. Posteriormente, este sistema también se utilizó en los modelos Alfetta 2.0 Quadrifoglio Oro de 1983, así como en otros automóviles. La técnica 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 con estrías helicoidales. La presión del aceite del motor mueve el pistón interno, que gira ligeramente debido a las estrías helicoidales y adelanta la distribución de la válvula de admisión 25 grados. El flujo de aceite al variador está controlado por una electroválvula . Cuando la velocidad del motor alcanza un cierto valor, normalmente entre 1500 y 2000  rpm en la aplicación Twin Spark , la electroválvula se activa, dirigiendo aceite a presión a través del árbol de levas de admisión hacia el variador. La posición del árbol de levas de admisión se adelanta 25 grados, aumentando así el solapamiento de válvulas . Permanece en este estado adelantado hasta aproximadamente las 5000  rpm, momento en el que la electroválvula se desactiva y el pistón del variador devuelve la distribución de válvulas a su estado natural. La distribución variable aumenta la flexibilidad del motor en el rango medio de revoluciones y reduce las emisiones. Los puntos exactos de cambio dependen de la versión. Cabe destacar que este sistema, relativamente antiguo, solo tiene dos configuraciones: sin cambios y totalmente adelantado.

Volkswagen utiliza un sistema de variador con dos variadores, uno para cada árbol de levas. Al igual que el sistema de 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 se instalan en los motores Volkswagen VR5 y VR6 , y también en los motores W8 y W12. Los motores W de bancada 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 sus componentes hidráulicos. A diferencia del sistema de Alfa Romeo, con sus estrías helicoidales y accionamiento indirecto, ^{[ nota 3 ]} el sistema de Volkswagen tiene una acción rotacional directa. Los componentes internos del variador se asemejan a una rueda de paletas dentro de una carcasa suelta, lo que le permite moverse unos pocos grados de lado a lado. Al aplicar presión hidráulica en un lado de estas paletas, se produce un cambio de fase. ^{[ 11 ]} El fluido hidráulico es aceite de motor, controlado por una electroválvula montada en la culata y gestionada por la ECU . Un sensor de efecto Hall también monitoriza la posición del árbol de levas.

• Distribución variable de válvulas , Ford
• VANOS , BMW