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Los vehículos modernos han evolucionado y ahora incorporan mecanismos integrados con las computadoras para optimizar el consumo de combustible, incrementar el desempeño y reducir las emisiones. Todo esto ha sido posible gracias a componentes como los engranes variables en motores.
Hoy en el blog de Motores Uno te contaremos sobre los engranes de tiempo variable, qué son, qué marcas los incorporan, sus beneficios y los desafíos a los que se encuentran los fabricantes. ¡Comencemos!
¿Qué son los engranes variables en motores?
Los engranajes variables son componentes mecánicos que permiten ajustar el momento de apertura y cierre de las válvulas de admisión y escape en los motores de combustión interna. Se utilizan como parte del sistema de sincronización variable de válvulas que incorporan los motores modernos que trabajan a altas revoluciones por minuto (RPM) y que, por ende, requieren una mayor potencia.
En este sistema de distribución variable se basa en las válvulas de tiempo variable o VVT (Variable Valve Timing: VVT por sus siglas en inglés), que se encuentran en el cabezal del árbol de levas y tienen la función de modificar los ángulos del diagrama de distribución para permitir la apertura y cierre de admisión o escape de aire, permitiendo que entre al cilindro la cantidad necesaria de aire.
El sistema VVT es controlado por la unidad de control electrónico del motor (ECU), que activa el engranaje a través del flujo de aceite que pasa por engrane de tiempo variable. Cuando este se llena de aceite, desbloquea un pasador fijo para dar paso a dos piezas giratorias independientes, que se desplazan entre la entrada y salida del motor, es decir, la cadena y el árbol de levas.
El sistema de sincronización variable se creó para hacer más eficiente este proceso en el que las válvulas se abren y cierran dependiendo de las RPM a las que gira el motor.
Beneficios de los engranes variables en motores
Los engranes de tiempo variable han revolucionado la forma en que funcionan los motores de combustión interna más modernos, ya que permiten un ajuste preciso del tiempo de apertura y cierre de las válvulas. Esto conlleva beneficios como:
- Aumento del par del motor, es decir, de la fuerza para girar el cigüeñal y transmitir la potencia a otros componentes mecánicos, lo que permite alcanzar RPM más altas en menos tiempo.
- Control minucioso de la apertura y cierre de las válvulas gracias a una sincronización precisa de los componentes del motor.
- Permite un ralentí más suave, una conducción suave y una mejor respuesta del motor.
- Al tener una dirección controlada de los gases se reducen las emisiones contaminantes.
- Gracias a que un tiempo de apertura de válvulas es más preciso, los cilindros se llenan eficientemente con la mezcla de aire y combustible, brindando un consumo más eficiente.
- La intervención del ECM elimina el ruido y las vibraciones no deseadas del motor.
- El diseño del engrane variable reduce la fricción y el desgaste de los componentes, lo que permite un acoplamiento óptimo.
Signos de falla del engrane variable
Si bien el engrane de tiempo variable del motor es un componente pequeño, puede causar fallas como el sonido de cascabeleo o metal rozando entre sí. Además, ante una falla del engranaje se enciende la luz de Check Engine.
Las principales causas de falla de este engranaje es la falta de aceite de motor, o bien, la contaminación o pérdida de viscosidad del lubricante.
El principal desafío del sistema VVT y de los engranes variables radica precisamente en el lubricante: los cambios de aceite programados, la afinación y la revisión constante son necesarios para mantener la calidad del lubricante.
Así como los vehículos se han modernizado, los lubricantes también lo han hecho para volverse multigrado, lo que significa que mantienen la viscosidad en un amplio rango de temperaturas y épocas del año. Esto es clave para tener un buen flujo de aceite durante el arranque y durante la conducción.
Marcas que utilizan engranes variables
Los motores VVT se encuentran en vehículos de marcas como Honda, Ford, Nissan, Toyota, VW y Audi. Toyota es una de las marcas que han implementado de forma ejemplar la tecnología VVT en vehículos eficientes y confiables como el Camry, el Corola o el Avalon.
Las marcas de automóviles que han adoptado sistemas similares al VVT en sus motores, cada uno con su propia denominación. Los más comunes son:
- Toyota: VVT-i Variable Valve Timing with Intelligence. Este sistema funciona a través de la computadora del motor, que controla el giro de las levas para abrir o cerrar las válvulas en el momento indicado para aumentar la potencia, mejorar la eficiencia de combustible y reducir las emisiones.
- Honda: VTEC Variable Valve Timing and lift Electronic Control. Sistema que utiliza balancines para cambiar la elevación de las válvulas y ajustar el tiempo de apertura y cierre dependiendo de las RPM a las que gire el motor.
- BMW: VANOS Variable Nockenwellensteuerung. Utiliza un mecanismo de engranajes y actuadores hidráulicos para ajustar la posición del árbol de levas que aumenta la potencia a altas revoluciones, reduce el consumo de combustible y mejora la calidad del ralentí.
- Mitsubishi MIVEC Mitsubishi Innovative Valve timing Electronic Control system. Es un sistema de válvulas controladas de forma electrónica para controlar la apertura y cierre de las válvulas, mejorar la eficiencia de la combustión, aumentar la potencia y reducir la huella de carbono.
- Nissan: VVL Variable Valve Lift. Los motores VVL de Nissan son potentes, turboalimentados, que hacen más eficiente el consumo de combustible, mejora el rendimiento a bajas revoluciones, aumenta la potencia del motor y reduce las emisiones contaminantes.
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