20/02/2025
¿Qué son VVTI y VTEC?
Un motor funciona quemando una mezcla de combustible-aire, que se expande y ejerce presión. Si se introduce más aire, la presión sobre el pistón aumenta, dando como resultado una mayor potencia de salida. Este proceso se conoce como carga de cilindro.
Sin embargo, en un motor aspirado naturalmente (no turbo), hay un límite a la cantidad de carga del cilindro que puede aumentar bajo presión atmosférica. Se han desarrollado varios métodos para mejorar la eficiencia de la carga de los cilindros.
¿Por qué disminuye la carga del cilindro?
En un motor de 4 tiempos, la mezcla de combustible-aire entra a través de la válvula de admisión durante el trazo de admisión. La válvula de admisión se abre para permitir que el aire entre en el cilindro y se cierra al final del trazo. Sin embargo, desde que un motor completa un ciclo en solo milisegundos, el tiempo disponible para que la válvula de admisión permanezca abierta es muy corto, especialmente en RPM altas.
Cuando un motor funciona a altas velocidades, no hay tiempo suficiente para llenar completamente el cilindro con aire, lo que lleva a una reducción de la presión sobre el pistón durante la combustión. Esto, a su vez, reduce la energía y la eficiencia.
Además, a altitudes más altas, la presión atmosférica disminuye, reduciendo la densidad del aire. Esto significa que hay menos oxígeno por unidad de volumen, lo que da como resultado una combustión incompleta y una baja potencia de salida.
Dado que la Unidad de Control del Motor (ECU) ajusta la inyección de combustible basándose en la ingesta de aire para mantener la correcta relación combustible-aire, la reducción de la densidad del aire lleva a una menor inyección de combustible, lo que reduce aún más la potencia.
Debido a estos desafíos, los fabricantes han desarrollado varias tecnologías de carga de cilindros para mejorar el rendimiento del motor.
Sistema de carga de cilindros
Una técnica común utilizada en casi todos los motores es la superposición de válvula, donde la válvula de admisión se abre ligeramente antes de que termine la carrera de escape. Esto permite que más aire entre en el cilindro. Sin embargo, el período de superposición es muy corto, limitando su efectividad.
Para mejorar el flujo de aire, los fabricantes introdujeron válvulas de doble admisión, que conducen a motores de 12 válvulas (para motores de 4 cilindros). Aunque esto aumentó la eficiencia, la presencia de una sola válvula de escape creó contrapresión, restringiendo ligeramente el flujo de aire.
Para resolver esto, los motores fueron actualizados a diseños de 16 válvulas (2 válvulas de admisión y 2 válvulas del escape por cilindro). Aunque este mejor rendimiento, con altos RPMs, el relleno de cilindro todavía no era óptimo.
Distribución de la válvula variable (VVT)
Para abordar el problema de la ingesta de aire de alta RPM, los fabricantes introdujeron el tiempo variable del árbol de levas (VCT). En este sistema, el tiempo del árbol de levas se ajusta dinámicamente utilizando la presión del aceite, permitiendo que la válvula de admisión se abra antes y permanezca abierta más tiempo. Esto mejora la ingesta de aire, aumentando el relleno del cilindro a altas RPMs.
Este sistema está controlado por sistemas electrónicos y se conoce por diferentes nombres dependiendo del fabricante:
Toyota – VVTI (Tiempo de válvula variable con inteligencia)
Honda – VTEC (Control electrónico de distribución y elevación de válvula variable)
Mitsubishi – MIVEC (Mitsubishi Innovative Válvula Control Electrónico)
Diferencia entre VTEC y VVTI
VVTI (Toyota) ajusta el tiempo del árbol de levas, alterando cuando las válvulas se abren y cierran.
VTEC (Honda) cambia tanto el tiempo como el elevador de válvula, lo que significa que también puede ajustar cuánto se abre la válvula.
Beneficios del tiempo de válvula variable
Mediante la optimización del relleno de cilindro sólo cuando sea necesario, estos sistemas:
✔ Mejora la eficiencia del combustible
✔ Aumenta la potencia de salida
✔ Mejora el rendimiento general del motor
A pesar de estos avances, ningún fabricante ha sido capaz de alcanzar la presión atmosférica dentro del cilindro durante el trazo de admisión en un motor aspirado naturalmente.
Para mejorar aún más la carga de los cilindros, se utilizan sistemas de inducción forzada como turbocompresores, sobrealimentadores y óxido nitroso (NOS). Estos sistemas se clasifican como sistemas de inducción de aire forzado.
