Motor sin árbol de levas

Free Valve System así es la denominación de este sistema de motor sin árbol de levas. Los diseños de los sistemas de distribución están asociados al giro de un árbol de levas que a su vez está asociado a un cigüeñal. El árbol de levas es fundamental en los diseños actuales, con la distribución variable, han mejorado de forma considerable para ofrecer un mayor abanico de posibilidades.

Sin embargo, el control total y verdadero sobre cuándo y cómo abrir y cerrar las válvulas dista mucho de lo deseable según los regímenes de uso. Para convencimiento de los más escépticos, Koenigsegg cuenta con un prototipo de esta tecnología instalada en un Saab 9-5 donde se ha modificado su propulsor gasolina para adoptar una culata con accionamiento neumático de válvulas.

Funcionamiento

La válvula electromecánica funciona en tres posiciones típicas. Hay dos electro imanes, dos resortes y una armadura en cada actuador. Cuando se activa la bobina, se genera un campo magnético y la fuerza magnética se aplica a la armadura.

Cuando no hay corriente en las bobinas, la válvula permanecerá en la posición neutra, por acción de los muelles. Para abrir la válvula se aplica una corriente a la bobina más baja. Para cerrar la válvula se aplica una corriente a la bobina más alta. La corriente que se aplica a las bobinas del actuador, se realiza de forma modulada de modo que las válvulas se deceleran a una velocidad cercana a cero cuando estas cierran, con un tiempo de conmutación muy bajo. Esta suavidad de cierre, característica de este sistema electromecánico, ofrece las ventajas de un tren de válvula – leva controlado, en el momento del contacto de las válvulas en el asiento de válvula.

Se utiliza un generador óptico de 360 ranuras, para la posición y para las revoluciones. El control electrónico sobre la servo mariposa, la presión del turbocompresor, el encendido y la inyección de combustible se realiza conjuntamente con el control de las válvulas, utilizando sensores ya conocidos.

El sensor lambda es vital en este sistema, ya que se utiliza en sintonía con el tiempo de cruce de válvulas. La lectura del sensor lambda da una información precisa si las válvulas de admisión y escape se abrieron y cerraron en su momento, en la fase de cruce, permitiendo así que se corrija su funcionamiento.

Koenigsegg

Koenigsegg lleva más de una década trabajando con diferentes prototipos de un tren de válvulas accionado por un grupo electro neumático. El objetivo perseguido detrás de esta idea es el de establecer un control independiente de cada válvula, permitiendo la gestión de cada una de ellas sin depender del giro del cigüeñal. Con los diagramas de distribución en el punto de mira, el control de las válvulas sólo se ha podido mejorar introduciendo complejos sistemas para controlar su alzada y accionamiento, pero con márgenes muy marcados que impiden sacar el máximo provecho de esta idea.

Otras marcas

El fabricante Valeo, jacobs y Lotus Engineering están desarrollando un motor que sustituiría el árbol de levas, como un sincronizador de apertura y cierre de válvulas pilotadas por solenoides electro magnéticos. Este avance permitiría un control sobre las válvulas, de esta forma se puede aumentar notablemente el rendimiento del motor., reduciendo las emisiones contaminantes en un alto porcentaje. El principal inconveniente de este sistema es la adecuación de los solenoides en motores pequeños, de cuatro cilindros o menos.

El grupo Fiat de forma simultánea está trabajando en motores de características similares. El denominado Multiair, tanto para diesel como para gasolina. La idea es equipar alguno de los modelos con este sistema.

Renault y BMW patentaron diversas visiones de estos sistemas, pero las necesidades energéticas de los mismos el peso de las culatas, y otros factores relacionados con el coste, acabaron dilapidando su desarrollo, que llegó a verse asomar por la Fórmula 1 en los motores del retorno de Renault.