El Sistema Valvelift de Audi

            A principios del año 2007 Audi puso en el mercado un nuevo sistema  cuya eficiencia se basa en el control del alzado de las válvulas. Este sistema se denominó Valvelift y fue introducido en la gama del Audi A6.

El Valvelift es diferente a otros sistemas que varían la alzada de las válvulas mediante levas distintas para la misma válvula. En la figura 68 podemos ver una vista general del sistema Valvelift.

            Con esta tecnología la distribución regula de manera variable el alzado de las válvulas ya que es el árbol de levas quien acciona el sistema. En cada árbol de levas de admisión se encuentran unas piezas flotantes para cada cilindro que se desplazan longitudinalmente un recorrido de 7 milímetro al existir un dentado interno, esta pieza gira solidariamente con el árbol de levas.

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Figura 68: Sistema de distribución Valvelift de Audi.

Cada leva tiene dos perfiles adyacentes situados en la pieza flotante y destinados para las dos longitudes de alzado de la válvula para así cubrir la demanda de carga solicitada.  Por lo que existen cuatro levas para cada cilindro. El desplazamiento de las piezas flotante se ejecuta a través de una guía de tallado helicoidal. Encima de cada guía y perpendicular al árbol de levas existe un pistón actuador que puede entrar en la guía. Mientras los dos cilindros están fuera de la guía, la pieza permanece en una de las dos posiciones fijas por la acción de un fijador unido a un muelle (ver fig. 70).

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Figura 69: Se aprecian los pistones actuadores sobre la pieza flotante.

 

            Cuando los pistones actuadores se introducen en la ranura de contorno helicoidal, (ver fig. 71) la pieza de leva se desplaza al rotar en sentido longitudinal (ver fig. 69), y posteriormente vuelve a retraerse mecánicamente el pistón metálico ya sin corriente. Una esfera cargada con un resorte, integrado en el árbol de levas básico, garantiza el enclavamiento de la pieza flotante al árbol de levas al insertar su cabeza esférica en una ranura en el interior (ver fig. 70). Cuando la pieza de leva deba retornar a su posición inicial actuará el segundo pistón en su muesca de desplazamiento en el lado opuesto.

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Figura 70: Se aprecia el enclavamiento de la pieza flotante al árbol de levas.

 

            En menos de lo que tarda el árbol de levas en dar una vuelta, el desplazamiento de la pieza flotante es completo, el cambio de leva se debe producir entre 700 y 4000 r. p. m. El dispositivo que mueve al pistón actuador para que entre en la guía es un electroimán. Cuando actúa el electroimán se desplaza el pistón actuador 4 milímetros.

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Figura 71: Se aprecia las guías sobre la que actúa el pistón actuador.

 

             Las dos levas de más alzada (el perfil de plena carga) son iguales en cada cilindro dando a la válvula una alzada de 11 milímetros con el mismo tiempo de apertura y cierre. Las otras dos levas son diferentes y varían la alzada de 5,7 a 2,0 milímetros, respectivamente, en situación de carga parcial se abren asimétricamente de forma selectiva ambas válvulas de admisión de cada cilindro. Por lo que esto produce una variación en la entrada de aire por cada conducto de admisión y en consecuencia se crea una cierta turbulencia que combina el swirl y el tumble:

  • Swirl se da cuando hay un movimiento rotatorio del aire alrededor de un eje perpendicular a la cámara de combustión.
  • Tumble se da cuando el giro se da en un eje transversal a la cámara de combustión.

            Es importante resaltar que gracias a esta turbulencia este motor puede prescindir de mariposas para el movimiento de sobrealimentación en el colector de admisión, hecho que constituye una novedad para un motor FSI (Fuel Stratified Injection).

            Al acelerar, el conductor siente un despliegue de fuerzas uniformes similar a una turbina, como en casi todos los motores V6 de Audi. Las intervenciones breves combinadas como un cambio de encendido tardío, el ajuste de los árboles de levas y el cierre de la válvula mariposa evitan que el par motor se modifique bruscamente durante la conmutación de la carrera de válvula, de tal forma que el proceso se desarrolla de forma suave e imperceptible. El control sobre el motor se hace sin medidor de caudal de aire, ya que usa la presión en el colector de admisión, las posiciones de los árboles de levas y el número de revoluciones.

            El sistema Valvelift de Audi ahorra hasta un siete por ciento en trayectos constantes en carga parcial media y sobre todo cuando el conductor circula a una velocidad media-alta en una marcha corta, en comparación con un motor normal. En la quinta velocidad trabaja hasta 140 km/h y en la sexta marcha hasta 150 km/h con la elevación pequeña de válvula.

Otras ventajas a resaltar de este motor

  • El índice de fricción de diferentes componentes netamente reducidos hacen que se reduzca el consumo de combustible en un diez por ciento.
  • Con el arranque en frío se reducen las emisiones, dado que el catalizador alcanza más rápidamente la temperatura de servicio.
  • Es un propulsor muy compacto y ligero, como muestra baste decir que el cárter del cigüeñal pesa solo 33 Kg., contando con una longitud de 360 milímetros, una anchura de 430 milímetros y 228 milímetros de altura.

Imágenes del sistema Valvelift de Audi

 

            En el sistema de distribución Valvelift de Audi se han elaborado algunas imágenes con el fin de representar las características más peculiares de este sistema de distribución:

Figura 113: vista general. El objetivo de esta imagen es ofrecer una vista general del sistema de distribución Valvelift. En esta imagen se pueden apreciar diversos elementos propios de este sistema como pueden ser los pistones actuadores y la pieza flotante, también se puede apreciar que en la pieza flotante existen unos trazados helicoidales que serán usados por el pistón actuador para desplazar la pieza flotante.

Figura 113: Sistema de distribución Valvelift – vista general.

Figura 114 y 116: En estas dos imágenes se aprecia los dicho anteriormente con mas claridad y también se aprecia los diferentes perfiles de levas.

Figura 114: Sistema de distribución Valvelift, se aprecian diferentes elementos como pistón actuador, pieza flotante, los diferentes perfiles de leva y trazados helicoidales que desplazan la pieza flotante.

Figura 116: Sistema de distribución Valvelift, se aprecia la pieza flotante, trazados helicoidales y los diferentes perfiles de leva.

Figura 115: se aprecia con un corte de la pieza flotante y del árbol el método de enclavamiento de la pieza flotante al árbol. En esta imagen podemos apreciar como cuando el pistón actuador entra en funcionamiento y desplaza la pieza flotante existe en el interior del árbol un hueco con una esfera y un resorte para enclavar de una forma fiable la pieza flotante al árbol.

 

Figura 115: Sistema de distribución Valvelift, se aprecia con un corte de la pieza flotante y el árbol el método de enclavamiento de la pieza flotante al árbol.

Figura 117: se aprecia las diferentes carreras de las válvulas y se marca el desplazamiento de la pieza flotante. El objetivo de esta imagen es marcar a través de líneas de colores verdes y rojas el desplazamiento sufrido por la pieza flotante tras funcionar los pistones actuadores además de marcar también las diferentes carreras de la alzada de las válvulas.

Figura 117: Sistema de distribución Valvelift, se aprecia las diferentes carreras de las válvulas y se marca el desplazamiento de la pieza flotante.