Distribución Multiválvulas

El objetivo de la distribución multiválvulas es aumentar la sección de paso de las válvulas y mejorar el rendimiento volumétrico al disminuir las pérdidas de carga. Esto se logra de dos maneras:

1. Instalando dos válvulas, una de admisión y otra de escape, para que tengan un área máxima. Sin embargo, esto implica un mayor peso de las válvulas y aumenta las inercias.
2. Utilizando varias válvulas (1 o 2 de escape y 2-3 de admisión) con un peso no muy elevado para aprovechar el espacio disponible en la cámara de combustión.

La cámara de combustión suele tener una forma hemisférica, que es compacta y permite situar la bujía en el centro, minimizando el recorrido del frente de llama y facilitando la entrada y salida de gases.

Si el diagrama de distribución es fijo, el motor estará optimizado solo para un rango de revoluciones reducido. Los motores multiválvulas tienen una alta respuesta a altos regímenes, y para evitar esto se utiliza la distribución variable.

Distribución Variable

El objetivo de la distribución variable es modificar el alzado de las válvulas, la fase o ambas, en los árboles de levas de admisión o escape, o solo en la admisión, con el fin de obtener un funcionamiento adaptativo a las condiciones.

Sistema de Distribución Variable con Variador de Fase Mediante Tensor Hidráulico

Este sistema varía la fase del árbol de levas de admisión con un tensor hidráulico. El cigüeñal mueve el árbol de levas de escape y este, a su vez, al de admisión. Si se aísla el sistema de transmisión de movimiento del árbol de admisión y se coloca un patín desplazable, el árbol de levas de admisión puede desplazarse ligeramente.

Actuador Electrohidráulico

En reposo, la electroválvula no tiene alimentación y la posición de la corredera permite el paso de aceite a presión a la cámara inferior. El pistón desplazable no provoca desfase entre los árboles, lo que no es posible sin haber desalojado antes el aceite de la cámara superior, que se evacua por el conducto de retorno de aceite que descubre la corredera de la electroválvula.

Funcionamiento: La unidad de control (UC) alimenta la electroválvula y mueve la corredera, que cambia el recorrido del aceite para que llene la cámara superior y mueva el pistón. Este vence al muelle y provoca el movimiento de los patines de empuje y la cadena de transmisión. El aceite de la cámara inferior se desaloja por un nuevo conducto de retorno de aceite, produciendo un desfase angular entre los árboles y aumentando el cruce de válvulas.

Tres zonas de funcionamiento:

• Hasta 1500 rpm: El actuador está en reposo y no hay cruce de válvulas. El ralentí es estable y se reducen las emisiones.
• 1500-5500 rpm: El actuador está funcionando y desfasa 7,5º el árbol de levas de admisión con respecto al de escape. El avance del cigüeñal es de 15º y el ángulo de cruce de 9º, lo que favorece el llenado de los cilindros.
• Más de 5500 rpm: La electroválvula está en reposo y no hay cruce de válvulas. Al retrasar el árbol de levas de admisión, se retrasa el cierre de la válvula de admisión, mejorando el llenado.

Sistema de Distribución Variable con Variador de Fase Mediante Pistón Hidráulico

Este sistema varía la fase del árbol de levas de admisión mediante un pistón hidráulico que, al desplazarse axialmente a través de un estriado helicoidal, consigue un desfase entre los árboles.

Elementos:

• Cilindro A: Solidario al árbol de levas de admisión y con un contorno labrado helicoidal.
• Cilindro B: Forma parte del piñón de distribución y tiene un interior estriado helicoidal.
• Pistón intermedio desplazable C: Con estriados helicoidales exteriores e interiores.
• Electroválvula: Controlada por la UC, gestiona el recorrido del aceite del sistema de lubricación a presión para mover el pistón intermedio desplazable, cambiando la fase del árbol de levas de admisión.

Dos posiciones de funcionamiento:

• En reposo: Motor parado, sin aceleraciones y a un régimen de más de 4300 rpm. El cruce de válvulas es mínimo, el ralentí es más estable y, al aumentar el tiempo de apertura de la válvula de admisión, se favorece el llenado por inercia de los gases de admisión. La electroválvula y el pistón intermedio desplazable están en reposo.
• En funcionamiento: La UC detecta aceleración y la electroválvula permite el paso de aceite a presión, que empuja al pistón intermedio desplazable comprimiendo el muelle. Este desplazamiento axial, sumado al del estriado helicoidal, genera una rotación del árbol de levas de admisión de 20º en sentido de avance. Esto aumenta el cruce de válvulas al adelantar la apertura de la válvula de admisión y minimiza la pérdida de gases frescos al adelantar el cierre de la válvula de admisión.

Sistema de Distribución Variable con Variador Celular de Aletas

Este sistema está muy extendido y permite variar la fase del árbol de levas de admisión o de admisión y escape. Sus componentes son dos variadores celulares de aletas, uno en el árbol de levas de admisión y otro en el de escape, conectados al circuito de lubricación a presión del motor a través de la carcasa de distribución. Los variadores funcionan hidráulicamente y necesitan dos electroválvulas para su control.

Dos sensores Hall informan de la posición instantánea de cada árbol de levas y otro, situado en el volante motor, capta la velocidad de giro y la posición del cigüeñal. El rotor exterior es solidario al piñón de distribución y el interior, al árbol de levas. El rotor exterior arrastra al interior, moviendo el árbol de levas correspondiente. La diferencia entre ambos variadores es que las aletas del interior del lado de escape son más anchas.

Cuatro modos de funcionamiento:

ralenti (posicion arboles de levas admi abra tarde y cierre tarde y escape cierre pronto,abriendo pronto,ralenti estable por escasa cantidad de gases residuales), par (conseguir mejor llenado de los cilindros aumentando cruce de valvulas,adelantando apertura de admi y retardo cierre de escape,tambien se adelanta su cierre evitando perdida gases frescos), potencia (retrasa apertura escape para maximizar carrera de expansion y que gases a alta presion actuen mas tiempo sobre piston,al retrasar cierre admision mejora llenado), recirculacion de gases de escape (disminuyen emisiones mediante recirculacion interna,aumentando cruce valvulas y parte gases escape pasan a admi para quemarse de nuevo). posiciones del arbol de levas de admision: avance maximo (uc alimenta electrov y mueve embolo variador que dirige aceite a presion por carcasa distribucion hacia conducto anular arbol de leva,pasando de los taladros radiales a los 5 taladros frontales y a las 5 camaras del variador,aceite dentro de las camaras y empuja aletas rotor interior desfasandolo del rotor exterior), retardo maximo (uc manda señal a electrov para mover embolo de variador en sentido contrario conduciendo aceite por carcasa dist hacia conducto anular arbol que lo lleva desde taladros radiales arbol al taladro ciego  para tornillo fijacion del variador,pasa por 5 ranuras a las camaras de aceite empujando al rotor interior en sentido contrario,retardo,embolo variador comunica conducto posicion de avance con retorno aceite y este es desalojado de camara de avance y rotor interior puede cambiar de posi), regulacion continua (arbol  admi diferentes posiciones intermedias,detectado posi arbol de levas por hall, se hace avance o retardo y embolo variador adopta posi que mantiene sometidas a presion las dos camaras  del variador)

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