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Monocilíndricos con distribución variable

Monocilíndricos con distribución variable

Una solución que permite optimizar el rendimiento del motor en bajas y altas RPM.

por Matías Nadaf de la redacción de mecanicadelamoto.com

Los sistemas de válvulas variables son cada vez más comunes en las motocicletas y ShiftCam de BMW se destaca por ser una solución inteligente y relativamente simple entre los diseños actuales. Ya está en uso en la R 1250 boxer twin y la S 1000 RR de cuatro cilindros en línea. ¿Próximo objetivo en la línea BMW? Una nueva solicitud de patente muestra que es probable que la gama de monocilíndricos de la serie G de BMW, incluidos el G 310 R y el G 310 GS, obtengan la tecnología.

Cómo funciona BMW ShiftCam
El sistema ShiftCam hace exactamente lo que sugiere su nombre. Cambia el árbol de levas de entrada para que uno de los dos perfiles de leva posibles entre en contacto con las válvulas de entrada, alterando no solo la sincronización de la leva sino también la elevación de la válvula . El beneficio es que el motor puede tener un perfil de leva conservador para bajas revoluciones, con menos elevación (cuán ancho se abre la válvula) para aumentar la velocidad del gas en la cámara de combustión, aumentando el torque a bajas revoluciones. El lóbulo de la leva de bajas revoluciones también tiene menos tiempo de avance y duración, lo que reduce la superposición (el período en el que las válvulas de entrada se abren antes de que se cierren las válvulas de escape). Eso significa que hay menos tiempo para que la carga de admisión sin quemar se escape al escape, lo que mejora la eficiencia y reduce las emisiones.

Los dibujos de patente de BMW ShiftCam muestran el solenoide
en el medio de la leva de admisión, donde funciona en las ranuras
en espiral para cambiar entre los perfiles de leva de baja y alta velocidad

A revoluciones más altas, cuando las válvulas se abren y cierran más rápido, ese perfil de leva de corta duración y baja elevación no puede obtener suficiente mezcla de aire y combustible en la cámara de combustión en la breve ventana cuando la válvula está abierta, por lo que un perfil de la leva más agresivo se pone en juego deslizando el árbol de levas lateralmente. Este perfil tiene mucha más elevación y duración de la válvula (cuánto tiempo está abierta la válvula), lo que permite que entre más aire y combustible en el cilindro para aumentar la potencia máxima y el par máximo. Debido a que el motor está acelerando más, la sincronización de la válvula también se puede adelantar, abriendo la válvula de entrada antes y aumentando la superposición y todavía no habrá tiempo suficiente para que el combustible no quemado escape al escape, por lo que las emisiones y la eficiencia siguen siendo buenas.

Otros tipos de sincronización y elevación de válvulas variables
El principio es el mismo que el de otros sistemas VVT de cambio de leva, siendo el más famoso la configuración Honda VTEC utilizada en el VFR800.primero en 2002 y en sus autos durante más de 30 años, pero el método de BMW para lograr el efecto, deslizando el árbol de levas para intercambiar lóbulos, es diferente a las soluciones de otras marcas y único en motociclismo. Se logra al tener un árbol de levas deslizable (en la R 1250, la versión S 1000 tiene un manguito deslizable sobre una sección central acanalada del árbol de levas). El movimiento está controlado por solenoides que empujan los pasadores en una ranura en espiral maquinada en el árbol de levas. Cuando se engancha un pasador, la espiral hace que el eje se mueva hacia un lado. La ranura en espiral significa que los lóbulos de la leva se intercambiarán cuando la válvula de admisión esté cerrada, por lo que no hay posibilidad de un choque mecánico al intentar cambiar la sincronización durante una carrera de admisión.

La vista superior del nuevo diseño ShiftCam de BMW para sus motores
monocilíndricos muestra claramente las ranuras de actuación.
Tenga en cuenta también la transmisión por engranajes con rueda loca.

Otros sistemas VVT, como el que se usa en Ducatis , usan presión de aceite en las cámaras para variar la posición de la leva en comparación con la rueda dentada impulsada. Ducati tiene actuadores (controlados por válvulas de solenoide y presión de aceite) en las levas de admisión y escape para una mayor flexibilidad de sincronización, pero la elevación no varía.

¿Qué tiene de diferente ShiftCam para los nuevos monocilíndricos?
Si bien la idea general es la misma que la del sistema ShiftCam en los últimos motores R 1250 y S 1000, el monocilíndrico de la nueva patente es más compacto. Se hace más pequeño colocando el actuador de solenoide entre las dos válvulas de admisión (es un motor de cuatro válvulas), por lo que no es necesario que el árbol de levas sea más largo que un diseño convencional. Poner el actuador en el medio significa que la bujía debe colocarse en ángulo, y debido a que todo el árbol de levas se desliza, hay un engranaje loco adicional que conecta las levas de admisión y escape, en lugar de tener una cadena de transmisión directa desde el cigüeñal hasta el árboles de levas

Con el solenoide y las ranuras en espiral de accionamiento
en el centro de la leva de admisión
(en lugar de montarse en el extremo como en la R 1250 GS),
la bujía y la bobina deben estar en ángulo para dejar espacio,
como muestra la ilustración de esta patente. 

La patente dice específicamente que el nuevo motor es monocilíndrico. Por el momento, los únicos singles de BMW son la gama G 310, fabricada en India por TVS en nombre de BMW e incluye la G 310 GS, G 310 R y G 310 RR, y los scooters C 400 fabricados en China por Loncin . La patente podría relacionarse con cualquiera de esas bicicletas, siendo los modelos de la serie G un objetivo más probable, o podría ser una indicación de que BMW está desarrollando un motor monocilíndrico completamente nuevo, quizás uno más grande y de mayor rendimiento. la brecha entre las bicicletas G 310 y los gemelos paralelos de la serie F.

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