Sistemas de admisión variable
| ||||
El sistema de admisión variable se utiliza para mejorar la entrada de aire a los cilindros en dependencia del régimen al que se encuentre el Motor, mejorando directamente el par motor a esos regímenes y en consecuencia las prestaciones de motor. Los colectores de admisión convencionales no disponen de la flexibilidad, con la que cuentan los colectores de admisión variable, para adaptarse a los distintos regímenes del motor.Con los colectores de admisión convencionales se consigue un par motor elevado a un número de revoluciones bajo o una potencia elevada para un numero de revoluciones alto, pero no se consigue las dos condiciones a la vez, por eso la necesidad de un sistema eficaz para todos los regímenes de funcionamiento del motor.
Sumario
Sistemas de admision variable
Los sistemas de admisión variable generalmente se utilizan en motores con cuatro válvulas por cilindro para compensar la falta de par motor a bajo número de r.p.m.(revoluciones por minuto).
Los tubos de admisión en motores con Carburador o con inyección monopunto, necesitan, para una distribución uniforme de la mezcla de aire-gasolina, tubos cortos individuales de igual longitud para cada cilindro, lo que imposibilita diseñar un sistema de admisión variable óptimo para estos motores. Al contrario en los motores con sistemas de inyección multipunto, donde el combustible es inyectado en el tubo de admisión o directamente en la cámara de combustión (inyección directa) a muy poca distancia delante de la válvula de admisión.
En estos sistemas los tubos de admisión transportan solo aire lo que permite un buen diseño de los tubos para mejorar la admisión del aire. Las dimensiones de los tubos del colector de admisión deberían adaptarse al numero de revoluciones del motor. Lo ideal seria disponer de sistemas de aspiración ajustables en continuo, en los que los conductos se alargaran y encogieran, para poder graduar la longitud de los tubos desde la válvula de admisión del Motor hasta el colector. Estos sistemas de aspiración ajustables en continuo son muy complicados, caros y difícil de fabricar.
Ultimos años
En estos últimos años se han hecho grandes progresos. La marca Audi, por ejemplo, ha sustituido en su Motor V8 el múltiple de admisión con tubos variables de dos fases (tubo largo y estrecho para bajas r.p.m.(revoluciones por minuto) y tubo ancho y corto para altas r.p.m.) por otro de tres fases. Honda también utiliza para sus motores V6 un sistema de aspiración de tres fases.
Pero ha sido BMW la que, con la introducción de su motor de 8V con Valvetronic de la serie 7 (año 2001), el primer fabricante que instaló un sistema de aspiración continuo. Está formado por una carcasa de magnesio, a la cual también se han montado externamente las toberas del combustible y de inyección. La geometría interna tan compleja del engranaje de velocidad variable fabricado de material plástico solo pudo llevarse a cabo gracias a la alta tecnología. La pieza compleja gira sobre rodamientos y experimenta torsión por medio de un servomotor eléctrico. La longitud de los tubos de admisión varia de 670 a 230 mm. Hasta 3500 r.p.m. se mantiene, en principio, toda su longitud. La mayoría de los fabricantes de automóviles no pueden permitirse tal inversión y, por motivos económicos, prefieren los múltiples de admisión con dos fases para diferentes longitudes y secciones de los tubos de admisión. La forma que se elige para el conducto de aspiración depende tanto del modo de construcción del respectivo motor, como del numero de cilindros. El número de cilindros juega un papel importante, por cuanto que determina las forma de oscilaciones y la fuerza de las pulsaciones en el sistema de aspiración.
Sistema de admisión variable por resonancia mecánica
El funcionamiento de una admisión variable resonante es como la que se ha explicado anteriormente, la única diferencia es que en vez de tener dos depósitos ahora hay un solo depósito dividido en dos partes por una válvula mariposa resonante. En la admisión variable resonante existe una combinación de los sistemas de tubo de resonancia (resonancia mecánica) y de tubo oscilante. Cuando la válvula mariposa resonante esta abierta (altas r.p.m.) el depósito se convierte en un solo volumen. Se origina entonces un colector de aire para los tubos oscilantes de admisión cortos. Cuando el régimen del motor es bajo (r.p.m. bajas) la válvula mariposa resonante esta cerrada, entonces el sistema se comporta como un sistema de admisión resonante.
Utilizado principalmente en motores en "V", motores de cilindros horizontales "boxer" y también en motores en línea con 6 o mas cilindros. En motores de mas de 4 cilindros, por ejemplo los de 6 cilindros, el efecto de sobrealimentación por resonancia se ve disminuido porque las pulsaciones de las válvulas al abrir y cerrar se compensan entre ellas en el colector. Sin embargo el sistema de admisión por resonancia funciona de forma óptima para motores de 3 cilindros, porque en ese caso una válvula de admisión se cierra, cuando la otra justo empieza a abrirse. Para aprovechar las ventajas mencionadas en los motores de 3 cilindros, en los motores de 6 cilindros se divide el colector de admisión por la mitad mediante una válvula mariposa, trabajando el motor ahora como si fuera dos motores de 3 cilindros.
Esta solución se da por ejemplo en el motor de los Opel Omega 3000 y Senator, con el sistema de admisión "DualRam".
Sistema Dual RAM de Opel
Por medio de un tubo de aspiración adecuado con una válvula de Mariposa conmutable se divide el motor de 6 cilindros, en 2 motores de 3 cilindros cuando las r.p.m.(revoluciones por minuto) son bajas, con esto se consigue un par Motor elevado. A partir de aproximadamente 4000 r.p.m. se abre la válvula de mariposa y el modo de funcionamiento se modifica volviendo el motor a trabajar como un 6 cilindros, con esto se genera una potencia elevada. Dependiendo de la conformación y del ajuste del Sistema de aspiración, puede producirse otro incremento de Potencia para un numero de r.p.m. muy elevado, si se vuelve a cerrar la válvula de mariposa a partir de aproximadamente 6000 r.p.m..
Sistema Vario RAM de Porsche
Porsche utiliza en su modelo 964 Carrera un Sistema de admisión resonante combinado con unos conductos oscilantes de admisión de Longitud variable, que tienen tres estados de funcionamiento según sea el numero de revoluciones del motor. Las tres fases de funcionamiento son:
- Hasta las 5000 r.p.m., la parte resonante del Colector de admisión esta cerrado por la válvula Mariposa.
- De 5000 a 5800 r.p.m., se abre la válvula mariposa entrando en funcionamiento la parte resonante del colector de admisión dividiendose el motor en dos motores de 3 cilindros por la válvula mariposa.
- A partir de las 5800 r.p.m., se abre la válvula mariposa resonante , ahora el colector ya no se divide en dos, ahora es uno solo para los 6 cilindros.
Los colectores de admisión del Porsche Boxster están moldeados con material plástico, además de ser más fáciles de fabricar, son mas económicos. Pesan menos que los metálicos de fundición y el flujo de Aire que circula por su interior es mas uniforme. La baja conductividad térmica del plástico contribuye a que no se calienten con el calor que emite el bloque del Motor y por tanto el aire llega más fresco a los cilindros. La marca BMW utiliza para el motor en linea de 6 cilindros del M5, 3,6 litros 315 CV, un sistema de aspiración con una válvula Mariposa interna adicional. De ese modo, se aprovecha el efecto de la llamada sobrealimentación por oscilación resonante de la admisión, gracias a la cual se pueden mejorar la Potencia y el par motor, si bien esto sólo es así dentro de un margen de revoluciones estrecho. Otro modelo de admisión resonante de BMW, en este caso se trata de un: sistema de aspiración "diferenciado", utilizado en el motor de 6 cilindros y 3 litros de BMW (M54), con Sistema de resonancia y alimentación de aire de turbulencia. Este sistema de admisión se divide en dos sistemas completamente diferentes: para altas r.p.m. y plenas cargas dispone de un sistema de admisión resonante con una válvula mariposa que regula las dimensiones del colector de admisión adaptandose al nº de r.p.m. del motor. Para bajos regímenes del motor (bajas r.p.m.) existe un sistema de admisión completamente separado del resonante, que dispone de un control propio (válvula reguladora de turbulencia) y secciones transversales reducidas, así como unos calibres de turbulencia que aumentan la velocidad del flujo del aire cuando entra en los cilindros.
