Par y potencia en el motor multiválvulas

La tecnología de motor multiválvulas consiste un utilizar más de las dos habituales, una para admisión y otra para escape. Lo más frecuente en motores multiválvulas es duplicar el número, dos de admisión y dos de escape, pero también hay motores con tres y cinco válvulas por cilindro. Cuando el número es impar son más las de admisión que las de escape, pues en un motor es más fácil vaciar (escape) que llenar (admisión). Este aspecto con la sobrealimentación es diferente pues la entrada de aire a presión favorece el llenado.

Al final se citan artículos del blog relacionados con este que pueden ser de interés, se indica con este tipo de llamadas (1).

Para entender mejor las curvas de par y potencia se comparan en motores de las mismas características con dos y cuatro válvulas por cilindro, prescindiendo de la sobrealimentación.

Lo que se busca al aumentar el número de válvulas por cilindro es incrementar el diámetro de los colectores para potenciar el tránsito de los gases y así el llenado de los cilindros.

Controlar los pasos de gases en los cilindros con colectores de más diámetro precisaría de válvulas demasiado grandes, con exceso de inercia que las podría fatigar prematuramente. Es la razón de aumentar su número, mantener un tamaño adecuado, incluso más pequeñas que en el motor de solamente dos válvulas por cilindro.

Bueno ya sabemos lo que se busca con el motor multiválvulas. En las imágenes se ven dos motores de cuatro cilindros en línea con distribución de dos árboles de levas en cabeza, DOHC. Se ha representado la mariposa de gases como acelerador para entender mejor lo que sucede al funcionar el motor.

Con el motor de dos válvulas por cilindro el mejor llenado se logra con la mariposa totalmente abierta y a medias RPM (la zona más utilizada), es cuando se obtiene el par máximo como se ve en la curva de par de este motor.

caratula_imagen_a46-1

 

La potencia es el resultado de aplicar la fórmula, Potencia = Par x RPM; al subir el motor de régimen el efecto de la resonancia (2) que favorece el llenado a medias vueltas va disminuyendo ligeramente primero, y más después al seguir subiendo de RPM, por esa razón la potencia máxima llega a más RPM, cuando el par decae claramente. En el cuenta RPM del motor de 2 válvulas por cilindro se aprecia en color verde la zona de par y en rojo la de potencia. B, M y A indican respectivamente Bajas, Medias y Altas RPM.

caratula_imagen_a46-2

En el motor multiválvulas, el colector de admisión es de mayor sección lo que hace que los gases generen menos efectos de resonancia a bajas/medias RPM, reduciendo el llenado a bajas y medias RPM. Cuando la mariposa está lo suficientemente abierta para que el caudal de paso de aire sea igual al mejor llenado en el motor de dos válvulas (mariposa totalmente abierta), el llenado es algo inferior en el multiválvulas por los menores efectos de la resonancia mencionados, lo que supone valores más reducidos de par motor.

Al seguir subiendo de RPM, más apertura de mariposa, se comienza a aprovechar la mayor sección de los colectores, los efectos de la resonancia a más velocidad de gases al rebotar cuando cierran las válvulas y su retorno a los cilindros aumentan sensiblemente mejorando el llenado de los cilindros. Pero hasta llegar a estas RPM hay un vacio que se aprecia como falta de respuesta al acelerador, para después notar el empuje adicional.

caratula_imagen_a46-3

Traducido a las curvas de par y potencia del motor multiválvulas, representadas en la imagen, se observa una zona antes del valor de par máximo con poco empuje para aumentar a continuación. La curva de potencia resultante es similar. Se logra con el motor multiválvulas más par a mayor RPM, pero con una zona previa débil. La potencia es también mayor al tener más par y se obtiene a RPM superiores.

El conductor medio acostumbrado a la respuesta de un motor de dos válvulas por cilindro nota la falta de empuje a medias RPM del multiválvulas, la más utilizada, hay que subir de RPM, utilizar relaciones de cambio más cortas para compensar la falta de “bajos” del motor. Este comportamiento no es el adecuado para el conductor medio y precisa soluciones. Vemos en el cuenta RPM de este motor las zonas verde de par y roja de potencia a mayor RPM que en el motor de dos válvulas, corroborando los comentarios referentes a la respuesta del motor.

caratula_imagen_a46-4

Hay diversas formas de compensar el menor rendimiento del motor multiválvulas a bajas y medias RPM, las más frecuentes son distribución de fase variable (3) y colector de admisión de geometría variable (4).

Con la sobrealimentación se han resuelto las carencias de los motores multiválvulas, y combinada con las dos tecnologías anteriores se obtienen excelentes resultados; muy buen par desde bajas RPM que aumenta progresivamente con curva bastante plana y valores altos de potencia, así el conductor puede lograr consumos y contaminación bueno y contar con prestaciones elevadas puntualmente cuando las necesite o practicando una conducción más dinámica (5).

En los siguientes artículos del blog hay informaciones relacionadas:

  • (1) Sección “Curso tecnología – básico”; artículos “1.8.1. Par y potencia” y “1.8.2. Curvas de par y potencia”
  • (2) Sección “Tecnologías limpias”; artículo “Resonancia en colectores”
  • (3) Sección “Tecnologías limpias”; artículo “Distribución de fase variable”
  • (4) Sección “Tecnologías limpias”; artículo “Colector de admisión variable”
  • (5) Sección “Actualidad”; artículos “Lo que importa es el par motor” y “Estilos de conducción”

 

Marcar como favorito enlace permanente.

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

once − 7 =

Este sitio usa Akismet para reducir el spam. Aprende cómo se procesan los datos de tus comentarios.