El Valvetronic

Técnicas de Programación con Tango, V VDI 2, V VDI PROG y AVDI en BMW y Mini Cooper

El valvetronic: durante el transcurso de los años, la necesidad de reducir la dependencia de energías no renovables, ha ido modelando la fabricación de motores de los automóviles así como de sus repuestos y partes. En los primeros vehículos de la historia, esta no era una real preocupación sino el auge de la invención, esto siguió sin serlo hasta mediados de los años 70, con la crisis del petróleo.

Fue hasta entonces cuando la humanidad y los fabricantes se dieron cuenta que no podían desaprovechar  los combustibles fósiles. Por lo que, realmente surgió la necesidad de una acción urgente y progresiva, que fuese reduciendo el consumo desmesurado de combustible.

De esta manera, los automóviles de gasolina han ido progresando, hasta ser mucho más eficientes. Este ha sido el camino hacia unos motores cada vez más sobrios y menos contaminantes.

Captura de pantalla 156
Gráfico 1. Motor de V8 FSI (Fuel Stratified Injection) tecnología empleada por algunos motores, que permite aumentar su potencia y reducir tanto su consumo como sus emisiones.

Por su parte, el sistema de carburación, ha sido durante años el sistema por excelencia en los motores de gasolina. Se trata de un sistema mecánico que prepara la mezcla de aire-combustible en la propia admisión. Cuando entra el aire en la admisión y cruza el sistema de carburación, funciona del mismo modo que un pulverizador de pintura. Cuanto más aire entra, mayor es la fuerza que empuja el combustible. Es un sistema antiguo pero que, en el fondo, nunca falla. Aunque no es nada eficiente.

En la actualidad la carburación se ha visto superada por el sistema actual por excelencia, la inyección de combustible. Un sistema que inyecta el combustible directamente en la cámara de combustión, o en el caso de la mayoría de los diésel, en la precámara de combustión (ubicada en la culata).

Ahora bien, La constante evolución de los vehículos automotores y las exigencias respecto a seguridad de los vehículos, desempeño, confort, economía y cuidado del medio ambiente, demanda de los fabricantes de vehículos y partes más innovación en el desarrollo de sistemas Diesel. Por lo que, veamos el presente avance tecnológico creado por la industria automotriz para el tema de inyección.

conoce los cursos online en sistema de inyección

Carga optimizada: El Valvetronic 

Una carga optimizada en el interior de los cilindros, junto a una relación de múltiples marchas adaptadas a las distintas necesidades que se presenten durante la conducción, conforman una relación ideal. 

Un claro ejemplo es el del Nissan Qashqai, cuyo modelo fue cedido, a título de pruebas, por su fabricante japonés. Este modelo, mediante un variador o cambio CVT, ‘Continuously Variable Transmission’, permite que la motorización trabaje de la forma más efectiva posible. 

Captura de pantalla 154
Gráfico 2. Nissan Qashqai

Pero, lejos de tratar los sistemas de conjuntos mecánicos que transmiten el par motor a las ruedas, abordaremos algunas de las distintas técnicas que optimizan la mezcla de aire y combustible, con el fin de reducir tanto el consumo de hidrocarburos fósiles como el impacto medioambiental derivado de su uso; asegurando, como valor añadido, las prestaciones de la motorización. 

Un claro ejemplo es el sistema de apertura variable de las válvulas de admisión lanzado por BMW hace ya algunos años. Conocido como ‘Valvetronic’, este dispositivo comenzó a instalarse en los propulsores de cuatro cilindros que el fabricante bávaro produce en la planta de Hams Hall (Inglaterra).

Captura de pantalla 155
Gráfico 3. Sistema Valvetronic de BMW 

Mediante este sistema, que regula el grado de apertura o alzada de las válvulas de admisión de un propulsor, se desplaza la funcionalidad que la válvula de mariposa venía desempeñando en las motorizaciones. Es decir, que la cantidad de aire que entra al interior de los cilindros es regulada mediante la mayor o menor apertura de las válvulas de admisión, dependiendo de la carga que solicite el conductor al motor durante su desplazamiento.

Principio de funcionamiento del sistema Valvetronic

Esta tipología comenzó a ser ensamblada en las mencionadas mecánicas bávaras de cuatro cilindros, alrededor del año 2001. A grandes rasgos, el funcionamiento de este sistema reside en la acción de un actuador electrónico encargado de la regulación de un eje intermedio ubicado entre el árbol de levas y las válvulas.

Según el constructor bávaro, mediante la aplicación de este nuevo sistema de admisión variable, se puede llegar a economizar el consumo de combustible de una motorización en alrededor de un 10%. 

Otro fabricante que emplea la técnica que permite la apertura variable de válvulas de admisión, con el fin de reducir el consumo de combustible en sus motorizaciones, es el también fabricante alemán Audi. La firma de Ingolstad, distinguió su sistema bajo la denominación anglosajona ‘Valvelift’, la cual, comenzó a ser incorporada en el característico propulsor V6 germano.

Esta tipología se caracteriza por controlar tanto el tiempo como el grado de apertura de las válvulas de admisión; sin necesidad de incorporar ningún elemento mecánico intermedio.

AUDI A6

Vale la pena mencionar que la tecnología de alzada variable de Audi se combina con el sistema de inyección directa de gasolina FSI de Volkswagen, el cual, fue incorporado, hace más de 10 años, un propulsor de 1,4 litros y 105 Cv que se ensambló en el modelo Lupo. Mediante esta variante de inyección, el fabricante alemán preconizaba un consumo inferior a los 5 litros cada 100 km recorridos, exactamente, presentaba un consumo medio de 4,9 litros a los 100 km. Comparado con otras motorizaciones de inyección convencional y de similar cilindrada, el Lupo FSI conseguía una reducción en el consumo del orden del 30 por ciento.

La motorización FSI de Volkswagen

La importante reducción en el consumo de combustible que este sistema de inyección directa, se logra mediante la denominada carga estratificada. Gracias a esta técnica, la mezcla rica se concentra alrededor de la bujía, es decir, en la parte central de la cámara de combustión. El resto de dicha cámara, contiene sólo aire. 

Para conseguir tal efecto o distinción entre mezcla rica y pobre, los conductos de admisión de los propulsores que cuentan con el sistema de inyección FSI, disponen del sistema denominado ‘tumble’, que divide cada conducto de admisión en dos secciones por cilindro. Reducir el consumo e incrementar las prestaciones de sus vehículos, parecen ser las metas que el grupo alemán se ha propuesto alcanzar. Sin ir más lejos, hace pocos años, Volkswagen presentó el sistema TSI, caracterizado por disponer de un doble sistema de sobrealimentación compuesto de turbo y compresor. 

Captura de pantalla 157
Gráfico 4. Volkswagen Touareg V6 FSI 280 Cv

La motorización que incorpora este nuevo avance tecnológico desarrolla una potencia de 170 Cv a partir de un par motor de 240 Nm, entre las 1.750 y 4.500 r.p.m, gracias a la combinación de un turbocompresor accionado por los gases de escape del propulsor y de un compresor volumétrico.

No es de extrañar que la combinación de un sistema de inyección de estas características junto al sistema que regula la alzada de las válvulas, lleve los consumos de la motorización de 2,8 litros FSI hasta los 8,7 litros de gasolina cada 100 km. Y es que, la nueva tecnología permite el poder regular en dos etapas la carrera de la válvula, mediante un accionamiento directo en el árbol de levas; factor que permite reducir las fricciones mecánicas. 

Asimismo, mediante actuadores electromagnéticos que desplazan de forma axial las levas que serán empleadas en las distintas condiciones de carga del propulsor. Cuando se solicita una plena carga al motor, las levas que cuentan con un mayor perfil de ataque provocan una apertura de válvulas de admisión de unos 11 mm. Con menor perfil de ataque, las levas destinadas a una carga parcial, sólo las abren entre 5,7 y 2 mm.

Te invitamos a visitar nuestro canal de Youtube y seguir descubriendo conocimientos sobre el mundo automotriz. Recuerda que en Autosoporte Capacitación Automotriz te ayudamos a cumplir tus metas profesionales y a capacitarte en el área de tu interés. Si te gustó este articulo, te invitamos a conocer el curso Técnicas de Programación con Tango, V VDI 2, V VDI PROG y AVDI en BMW y Mini Cooper