La distribución variable de válvulas es ampliamente reconocida como una de las formas más eficaces de mejorar el rendimiento de los motores de combustión interna (MCI). Los motores modernos ajustan habitualmente las fases de distribución de gases en la admisión y/o el escape, y algunos van más lejos variando la altura de alzada de las válvulas. Sin embargo, estos sistemas siguen operando dentro de limitaciones mecánicas: desplazando los árboles de levas unos pocos grados o cambiando entre perfiles de leva. La Actuación Inteligente de Válvulas (IVA), desarrollada por la empresa británica Camcon Automotive, elimina por completo esas limitaciones y ofrece una libertad total y programable sobre el control de las válvulas.
¿Cómo funciona la Actuación Inteligente de Válvulas?
A diferencia de los sistemas convencionales, IVA asigna un árbol de levas dedicado a cada válvula individual. En lugar de girar de forma continua, cada árbol de levas solo gira cuando la válvula necesita abrirse o cerrarse, alternando la dirección con cada actuación. La conexión entre el árbol de levas y la válvula utiliza un mecanismo de control desmodrómico de válvulas, lo que significa que tanto la carrera de apertura como la de cierre son accionadas mecánicamente, sin depender de un muelle de retorno.
Esta arquitectura permite un nivel de precisión y flexibilidad que ningún sistema convencional puede igualar. Con IVA, los ingenieros y programadores pueden:
- Abrir las válvulas significativamente más rápido que en un MCI tradicional
- Mantener las válvulas casi inmóviles en cualquier posición durante la carrera
- Abrir una válvula dos veces durante una sola carrera del pistón
- Cambiar completamente el orden de encendido de los cilindros mediante software
- Definir un perfil único de alzada y cierre de válvula para cada cilindro individual
- Modificar cualquiera de estos parámetros en tiempo real mientras el motor está en funcionamiento
Flexibilidad Termodinámica: Cualquier Ciclo a Demanda
Una de las capacidades más destacadas del IVA es su habilidad para cambiar entre ciclos termodinámicos al vuelo. Un MCI convencional equipado con IVA puede implementar cualquiera de los siguientes ciclos simplemente actualizando el software:
- Ciclo Otto — el ciclo estándar del motor de gasolina
- Ciclo Miller/Atkinson — para mejorar la eficiencia térmica a carga parcial
- Encendido por Compresión de Carga Homogénea (HCCI) — para una combustión más limpia y eficiente
- Encendido por Compresión Controlado por Chispa (SPCCI) — la variante de producción de Mazda del HCCI
- Ciclo de dos tiempos — para mayor densidad de potencia
- Ciclo de 12 tiempos — un modo de súper eficiencia para conducción a baja carga
El ciclo de 12 tiempos merece especial atención. Se basa en el concepto largamente establecido de desactivación de cilindros, pero con una diferencia fundamental: en un MCI convencional, la electrónica apaga un conjunto fijo de cilindros durante períodos prolongados, lo que provoca una distribución térmica desigual. Con IVA, todos los cilindros permanecen activos, pero cada uno se dispara una vez cada tres carreras de trabajo, es decir, una vez cada 12 ciclos. Esto mantiene todos los cilindros a su temperatura de funcionamiento normal, al tiempo que reduce drásticamente el consumo de combustible a cargas ligeras.
IVA frente a Otras Tecnologías de Válvulas sin Árbol de Levas
Camcon Automotive no es la primera empresa en perseguir el control de válvulas totalmente variable. Varios grandes actores han explorado conceptos similares a lo largo de los años:
- General Motors y Ford — primeros programas de investigación sobre actuación de válvulas totalmente variable
- Ricardo y Lotus Engineering — estudios de ingeniería y sistemas prototipo
- FreeValve / Qamfree — un sistema completamente sin árbol de levas, desarrollado originalmente en Koenigsegg y continuado a través de la asociación entre FreeValve y Qoros
Mientras que sistemas como Qamfree eliminan el árbol de levas por completo, Camcon adoptó el enfoque contrario: dotar a cada válvula de su propio árbol de levas dedicado. Esto preserva la fiabilidad mecánica y la precisión del accionamiento por leva, al tiempo que ofrece la programabilidad de un sistema completamente electrónico.
Mejoras de Eficiencia y Camino hacia la Producción en Serie
Los resultados de rendimiento y eficiencia de los prototipos IVA son prometedores. Según los desarrolladores de Camcon Automotive:
- Las emisiones de CO₂ podrían reducirse entre un 15 y un 20 % en comparación con un motor convencional
- Las pruebas del prototipo en un motor turboalimentado de cuatro cilindros y 2,0 litros demostraron una mejora del 7,5 % en el consumo de combustible
- El consumo de combustible de un motor IVA de gasolina sería ampliamente comparable al de un motor diésel
- Los sistemas IVA de producción en serie serían menos costosos que un tren de potencia híbrido
Camcon Automotive ofrece dos vías de acceso al mercado: suministrar directamente a los fabricantes kits de actuadores IVA y hardware de adaptación de motores, o asociarse con proveedores de componentes de automoción ya existentes. La empresa predice que los vehículos de producción equipados con IVA podrían llegar al mercado en un plazo de cinco años desde la comercialización.
Esta es una traducción. Puedes leer el original aquí: https://www.drive.ru/technic/5be19fd7ec05c4bb5c00003d.html
Publicado Septiembre 16, 2021 • 5m para leer
