Buenas
Quisiera saber que función tiene el colector de admisión de geometría variable
¿ Quieres saberlo? ¿¿ De veras??. Vale, vale, pues con ésto te vas a enterar, ya verás....
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Mira, ya sabemos que las necesidades de aire de un motor dependen del régimen de giro que haya en cada momento, siendo bajas a ralentí y elevadas a altas rpm. Sin embargo, la mayor o menor facilidad que va a tener ese aire para llegar a los cilindros en los diferentes regímenes de giro va a depender del diseño que tengan los colectores de admisión. Colectores largos y finos aceleran el aire y favorecen su entrada a bajo régimen, con incremento del torque; mientras que conductos cortos y gruesos van a facilitar la admisión en alta, con aumento de la potencia máxima.
Con los colectores de admisión convencionales, de longitud y diámetro
invariables, no es posible conseguir ambas condiciones a la vez: O bien se obtiene un par máximo elevado a bajo régimen ( berlinotas familiares, o vehículos de carga ), o bien una potencia máxima elevada en alta ( motores deportivos ). Bueno, o una solución intermedia, "de compromiso", para turismos "multiuso".
Ésto
"es lo que hay" en los antiguos motores de carburación e inyección monopunto. En ellos la admisión transporta aire con combustible, necesitándose colectores de igual longitud para obtener una mezcla igual y homogénea en los distintos cilindros. La geometría de la admisión, una vez establecida como óptima por el fabricante, ya no se puede modificar.
Pero en los actuales motores multipunto, la admisión únicamente transporta aire,
pudiéndose variar tanto la longitud como el calibre de sus conductos para adaptar el paso del aire a los diferentes regímenes de giro, sin que se altere la homogeneidad de la mezcla. Con lo que el rendimiento del motor puede verse mejorado a cualquier régimen.
Guay, ¿ verdad ?. Bueno, pues ésto es lo que se conoce como
"Sistemas de Admisión Variable", o
VIS, que vamos a ver a continuación.
-Un primer VIS es la
admisión variable por longitud del colector. Consta de 2 subgrupos de colectores con diferente diseño, uno de largos y finos para bajo régimen, y otro de cortos y gruesos para alta, como ya te han dicho antes. Una mariposa electrónica regula el paso del aire, escogiendo el grupo largo o el corto según el régimen de giro del motor. Un esquemita que muestra ambos grupos, primero por separado, y luego ya juntos en un mismo motor:
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Sistema éste muy sencillito, que actualmente ya no se ve en motores recientes.
-Un segundo tipo de VIS, ya habitual en nuestros
bimmers, es el
sistema de admisión variable por resonancia. Hay que empezar aclarando antes que por
"resonancia"se entiende la onda de presión originada en un colector (2) por el cierre de las válvulas de admisión de su cilindro (1). Esta onda viaja inicialmente hacia atrás, de forma retrógrada, hasta un colector común (3), o
" de resonancia "creando una sobrepresión que progresará seguidamente hacia adelante, favoreciendo la admisión del siguiente cilindro en abrir sus válvulas. En el motor de 4 cilindros del esquema, este ciclo se repite según la secuencia 1-3-4-2 ya conocida.
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Y este
subeybaja de presiones, con alternancia de flujos anterógrados y retrógrados, es la razón por la que a estos colectores (2) se les conozca como
" tubos oscilantes".
Pero en un motor 6L, la construcción resonante cambia. Para impedir que coincidan flujos contrapuestos en cilindros vecinos, el colector común principal (3) se divide en dos depósitos independientes, A y B, según el siguiente esquema:
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Como el orden de apertura es ahora 1-5-3-6-2-4, nunca habrán dos cierres seguidos dentro de un mismo depósito, que es lo que se busca. La onda de presión recogida en "A" sigue su camino retrógrado hasta un segundo depósito (5), ya común, desde donde descenderá al depósito gemelo"B" en cuanto uno de sus 3 cilindros abra sus válvulas. Y en cuanto este cilindro las cierre, la nueva onda de presión irá ahora de "B" hacia "A", y así sucesivamente, subiendo y bajando alternativamente tras cada apertura-cierre de cilindro. Por ésto se denomina
"resonante" a este sistema, conociéndose el depósito común (5) como
"colector de resonancia", siendo los conductos (4) los
"tubos de resonancia", o
"largos", y los tubos (2) los
"tubos oscilantes", o "
cortos".
Pero ¡ ojo !, este circuíto resonante sigue siendo un sistema de
admisión fija, no variable....aún. Recordarás que los tubos largos y finos mejoraban la admisión a bajo régimen, y que los cortos y gruesos la favorecían en alta, ¿ verdad ?. Bien, pues para obtener un VIS y poder escoger alternativamente uno u otro recorrido, hay que hacer el montaje mostrado a continuación. Porque ahora ya se puede comprender el funcionamiento del
VIS por resonancia que se adelantaba antes de este preámbulo.
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Este tipo de admisión variable resulta de la combinación de
2 sistemas de colectores, uno
oscilante de tubos cortos, y otro de
resonante de tubos largos. Y en vez de haber 2 depósitos "A" y "B" independientes, hay un único colector principal, pero dividido en dos por una mariposa "resonante" (7).
Cuando esta mariposa ("roja") está
cerrada, la sobrepresión del cierre del cilindro (1) se transmitirá a la admisión del siguiente cilindro (5) a través de la "vía larga", comportándose como un
"sistema de admisión por tubos de resonancia". Muy eficiente por independizar a cilindros "vecinos", va a favorecer el rendimiento a
bajo régimen. Aquí se ve muy bien lo que pasa con el cierre de un cilindro y la apertura del siguiente, con esa mariposa cerrada.
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Y por el contrario, cuando la mariposa
abre, el colector principal se convierte en un único recinto, transmitiéndose la onda de sobrepresión de (1) a (5) a través de él, "por la vía corta", comportándose el equipo como un
"sistema de admisión por tubo oscilante", que ya sabemos favorece el rendimiento a
alto régimen; aunque será menos eficiente que el subsistema resonante, al no poder separar entre sí las apertura-cierre de válvulas de cilindros contiguos en la secuencia de encendido. Pero algo es algo, ¿ verdad ?.Éste es su esquema:
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A estas alturas, más de uno se habrá dado cuenta ya de lo familiar de este montaje. En efecto, se trata del
"Differenzierte Sauganlage" implantado por BMW en los motores de M42 a M54 entre los años 1989 y 2006, cuya célebre y popular válvula resonante
DISA tántos quebraderos de cabeza ha dado....y sigue dando aún a día de hoy.
Sin embargo, el sistema funcionaba bien, mejorando realmente el rendimiento, sobre todo en baja pero también en alta, según puedes ver en esta curva del M5 e34 :
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El problema fué siempre la pésima calidad de construcción de esa desafortunada válvula, que la casa nunca rectificó hasta que dejó de fabricarla. Otra más de
"sostenella y no enmendalla" a las que ya nos tiene acostumbrados...
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Y un montaje algo más complejo, con doble DISA y triple circuíto resonante, es éste, del N53 30i de 2007:
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-Ya para terminar, un 3er modelo de VIS es el
"sistema de admisión resonante diferenciado", implantado a partir del 2006 en el N52 y sucesivos, y que será el que tú llevas en el coche. Este tipo de admisión variable consta en realidad de
2 circuítos independientes de aire, según vemos aquí:
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Para medio y alto régimen, aplica el ya conocido sistema de
admisión por resonancia (
"morado"), con los 2 subsistemas de colectores resonantes y tubos oscilantes, más la correspondiente válvula de mariposa "resonante", que selecciona uno u otro y regula las dimensiones internas según el nº de rpm, como acabamos de ver antes.
Pero para bajo régimen, dispone además de otro circuíto separado de
admisión por turbulencia ( "verde" ), no resonante, con tubos largos de sección muy reducida, que desembocan en las lumbreras de admisión a través de unos
venturis de diámetro variable entre 0 y 5mm. Unas lengüetas flexibles se encargan de abrirlos o cerrarlos, movidas por la sobrepresión-depresión generada por la onda de resonancia, la cual no podrá progresar retrógradamente por este circuíto debido precisamente a este cierre. Y gobernado todo ello por una electroválvula ZWD "de turbulencia", a veces también llamada inadecuadamente " de control de ralentí". La finalidad de este 2º sistema es acelerar el flujo de aire con poca carga del acelerador, facilitando el llenado y homogeneizando rápidamente la mezcla, favoreciendo así el rendimiento a bajo régimen.
Pero estos 3 sistemas de VIS que acabamos de ver no son los únicos con los que podemos encontrarnos hoy en día. Están también, por ejemplo, los
múltiples de admisión de 2 fases ( VAG) y de 3 fases ( Honda), que actúan modificando el diámetro interior de los colectores mediante chapaletas....., que no vamos a comentar aquí por ser sistemas de la competencia, jejeje.... O el carísimo y sofisticado
Valvetronic que BMW incorporó en el N62 del e65 a partir del 2001. Que aparte de proporcionar una alzada variable de las válvulas, igual que los Valvetronic previos, fué el primer sistema de admisión variable en el que la longitud eficaz de los colectores de admisión se alarga o reduce de modo contínuo según el régimen de giro. Pero como este sistema no funciona mediante las "compuertas de abrir y cerrar" que dieron pie a este hilo, pues tampoco lo vamos a comentar.....,aunque sí incluyo un último esquemita , ya para cerrar el tema.
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Y esto es todo por hoy. ¿ Has conseguido llegar hasta el final, compi ?. Bueno, si ha sido así, estoy seguro que ya tendrás clara esa
"función del colector de admisión de geometría variable" que tánto te intrigaba al principio del hilo.
Y si no......pos aquí seguimos...pa lo que haiga farta.
Sl2.
)
