Cómo funciona el sistema de distribución VVT-i de Toyota

La sincronización variable de válvula inteligente (VVT-i) de Toyota se introdujo en 1996 para mejorar el sistema de distribución que se venía utilizando desde 1991. El VVT-i realiza un escalonamiento hidráulico de las levas en dos fases y puede variar entre una válvula de admisión abierta o una de escape cerrada en función de la resistencia que haya que superar en cada momento durante el ciclo del motor del coche.

De este modo, el sistema VVT-i ayuda a mantener la eficiencia al permitir la entrada de más aire en cada cilindro durante la combustión, ya que no se espera a que un pistón se haya expandido por completo antes de que otro comience a moverse hacia su posición superior. Con este proceso, se obtiene una mayor eficiencia de cada litro consumido que cuando se utiliza el VVT.

¿Qué diferencias hay entre VVT y VVT-i?

El sistema de distribución VVT-i de Toyota tiene unas funciones adicionales que mejoran el rendimiento y el consumo, como la variación de las válvulas en función de la posición del pistón. Además, puede variar el ángulo de apertura y cierre para mejorar el arranque del motor, es decir, adelantar o retrasar los momentos de encendido/apagado, hacer que se suavicen los picos de potencia o incluso eliminar ruidos.

El sistema de distribución VVT-i también se caracteriza por la utilización de levas escalonadas en lugar de una sola leva que se usa en el sistema de distribución VVT. Esto permite un mejor aprovechamiento de la energía y un funcionamiento más suave y menos brusco del motor.

Variantes de la tecnología VVT-i

VVTL-I

La primera evolución de la tecnología VVT-i llegó un par de años más tarde. En 1998, Toyota lanzó una versión mejorada de este sistema de distribución, denominado VVTL-i (Variable Valve Timing and Lift-intelligent). Su funcionamiento está inspirado en el cuerpo humano, concretamente en el entrenamiento que hacen los atletas para mejorar su capacidad de captar inhalar y exhalar la mayor cantidad de aire posible para que entre más oxígeno a sus pulmones y por ende, a sus músculos.

Esta versión fue introducida por Toyota por primera vez en el motor 2ZZ-GE. Su magia reside en la capacidad de poder alterar la elevación de la válvula y la duración de la apertura de la misma. Funciona mediante dos lóbulos por cilindro: un lóbulo de bajas revoluciones por minuto RPM y uno de altas revoluciones por minuto.

Cuando el motor del coche gira a gran velocidad, es decir. aproximadamente sobre las 6000 revoluciones por minuto, la unidad de control electrónico (la ECU) abre mediante un interruptor de presión de aceite las cuatro válvulas de admisión ubicadas sobre cada cilindro para aumentar el volumen de aire fresco que entra al cilindro. Así mismo, se controla también electrónicamente la salida de gases de la combustión.

Cuando el motor está funcionando debajo de 6000 rpm, el lóbulo bajo está haciendo que funcione el brazo del eje del balancín y así las válvulas. De este modo, se maximimiza la eficiencia del motor.

VVT-i Dual

Similar al VVT-i, el VVT-i dual añade el control del árbol de levas de escape al control de las válvulas de admisión del VVT-i. Se añadió por primera vez en los motores motores V6 de la marca japonesa, siendo el primero el propulsor 2GR-FE en el año 2005. Posteriormente, el VVT-i dual llegaría al resto de las familias de motores de Toyota y Lexus: LR, UR, GR, AR y ZR.

Este sistema ofrece varias ventajas respecto al sistema VVT-i tradicional, como un calentamiento más rápido del catalizador mediante el control de los gases de escape, la posibilidad de minimizar la compresión para mejorar la economía de ralentí y la sincronización que permite el sistema VVT-i, que incluye más variaciones gracias al control añadido de la sincronización de los gases de escape.

VVT-iE

Esta variante significa en español “distribución variable inteligente de válvulas por motor electrónico”. Su funcionamiento es idéntico al VVT-i dual, con la excepción de que un actuador operado electrónicamente ajusta la distribución del árbol de levas en la admisión en lugar de utilizar la presión hidráulica para hacerlo. La admisión sigue siendo controlada hidráulicamente. Este proceso se utiliza en la línea de motores 1UR de Lexus. El motor del actuador funciona a la misma velocidad que el árbol de levas y se ajusta hacia arriba o hacia abajo para cambiar la sincronización de la elevación. Esto permite un control más preciso y más inmediato de la sincronización de la elevación y la duración, pero es más caro de implementar.

Valvematic

La tecnología Valvematic nació en el año 2007 como una evolución del sistema VVT-i Dual. Se trata de una innovadora tecnología de Toyota que incorpora un árbol de levas intermedio comandado por un servomotor. El sistema permite que la apertura de las válvulas sea mayor y durante más tiempo cuando se requiere una combustión más eficiente. Cuando este segundo árbol de levas no es necesario, las levas de este segundo árbol se quedan paradas y solo funcionará el árbol de levas principal, regulando el ritmo de forma tradicional

El árbol intermedio del sistema Valvematic tiene múltiples posiciones, por lo que la apertura de las válvulas se puede regular sin importar el régimen de vueltas al que está el motor. Gracias a esto, la potencia se maximiza hasta un 20% al mismo tiempo que se reducen las emisiones aproximadamente en un 25%.

VVT-i vs. VANOS vs. VTEC ¿Cuál es mejor?

Durante los años 90, la escasez de combustible y el endurecimiento de las normativas y regulaciones anticontaminación forzaron a los fabricantes de motores a investigar en el terreno de la distribución. Así, nacieron también el sistema VANOS de BMW o el VTEC de Honda entre muchos otros. El fin de todos estos sistemas es el mismo, pero sus funcionamientos difieren en la forma en la que se produce la administración de las válvulas.

El sistema VVT-i es sencillo, ya que simplemente se limita a variar el ángulo de avance de la válvula de admisión según la carga del motor. Esto aporta al sistema varias ventajas, siendo la más evidente la durabilidad y la fiabilidad.

Por otro lado, la distribución VTEC de Honda es aún más sencilla, ya que fue diseñada de una forma increíblemente ingeniosa. En términos de fiabilidad y precisión, podríamos decir que empata con VVT-i, aunque el sistema de Honda es capaz de exprimir mayor potencia y par a sus motores que Toyota gracias al diseño de su tecnología.

Por último, el VANOS de BMW utiliza un complejo sistema de engranajes que modifican el ángulo de avance de las válvulas de admisión y escape en función de la posición del cigüeñal. Sus ventajas son increíbles, pero hay que destacar que no se trata de un sistema tan infalible como el de los japoneses.

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