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A sincronização variável de válvulas inteligente (VVT-i) da Toyota foi introduzida em 1996 para melhorar o sistema de distribuição que vinha sendo utilizado desde 1991. O VVT-i realiza um escalonamento hidráulico dos cames em duas fases e pode variar entre uma válvula de admissão aberta ou uma de escape fechada em função da resistência que deve ser superada a cada momento durante o ciclo do motor do carro.
Deste modo, o sistema VVT-i ajuda a manter a eficiência ao permitir a entrada de mais ar em cada cilindro durante a combustão, já que não se espera que um pistão se tenha expandido completamente antes de outro começar a mover-se para a sua posição superior. Com este processo, obtém-se uma maior eficiência de cada litro consumido do que quando se utiliza o VVT.
Que diferenças existem entre o VVT e o VVT-i?
O sistema de distribuição VVT-i da Toyota tem funções adicionais que melhoram o rendimento e o consumo, como a variação das válvulas em função da posição do pistão. Além disso, pode variar o ângulo de abertura e fecho para melhorar o arranque do motor, ou seja, adiantar ou atrasar os momentos de ignição/desligamento, suavizar os picos de potência ou até eliminar ruídos.
O sistema de distribuição VVT-i também se caracteriza pela utilização de cames escalonados em vez de um único came utilizado no sistema de distribuição VVT. Isto permite um melhor aproveitamento da energia e um funcionamento mais suave e menos brusco do motor.
Variantes da tecnologia VVT-i
VVTL-I
A primeira evolução da tecnologia VVT-i chegou alguns anos mais tarde. Em 1998, a Toyota lançou uma versão melhorada deste sistema de distribuição, denominado VVTL-i (Variable Valve Timing and Lift-intelligent). O seu funcionamento está inspirado no corpo humano, concretamente no treino que os atletas fazem para melhorar a sua capacidade de captar, inalar e exalar a maior quantidade de ar possível para que entre mais oxigénio para os seus pulmões e, consequentemente, para os seus músculos.
Esta versão foi introduzida pela Toyota pela primeira vez no motor 2ZZ-GE. A sua magia reside na capacidade de poder alterar a elevação da válvula e a duração da abertura da mesma. Funciona através de dois lóbulos por cilindro: um lóbulo de baixas rotações por minuto RPM e um de altas rotações por minuto.
Quando o motor do carro roda a alta velocidade, ou seja, aproximadamente por volta das 6000 rotações por minuto, a unidade de controlo eletrónico (a ECU) abre através de um interruptor de pressão de óleo as quatro válvulas de admissão localizadas sobre cada cilindro para aumentar o volume de ar fresco que entra no cilindro. Da mesma forma, também se controla eletronicamente a saída de gases da combustão.
Quando o motor está a funcionar abaixo das 6000 rpm, o lóbulo baixo faz funcionar o braço do eixo do balancim e assim as válvulas. Deste modo, maximiza-se a eficiência do motor.
VVT-i Dual
Semelhante ao VVT-i, o VVT-i dual adiciona o controlo da árvore de cames de escape ao controlo das válvulas de admissão do VVT-i. Foi adicionado pela primeira vez nos motores V6 da marca japonesa, sendo o primeiro o propulsor 2GR-FE no ano de 2005. Posteriormente, o VVT-i dual chegaria ao resto das famílias de motores da Toyota e Lexus: LR, UR, GR, AR e ZR.
Este sistema oferece várias vantagens em relação ao sistema VVT-i tradicional, como um aquecimento mais rápido do catalisador através do controlo dos gases de escape, a possibilidade de minimizar a compressão para melhorar a economia em ralenti e a sincronização permitida pelo sistema VVT-i, que inclui mais variações graças ao controlo acrescentado da sincronização dos gases de escape.
VVT-iE
Esta variante significa em espanhol «distribución variable inteligente de válvulas por motor electrónico». O seu funcionamento é idêntico ao VVT-i dual, com a exceção de que um atuador operado eletronicamente ajusta a distribuição da árvore de cames na admissão em vez de utilizar pressão hidráulica para o fazer. A admissão continua a ser controlada hidraulicamente. Este processo é utilizado na linha de motores 1UR da Lexus. O motor do atuador funciona à mesma velocidade que a árvore de cames e ajusta-se para cima ou para baixo para alterar a sincronização da elevação. Isto permite um controlo mais preciso e imediato da sincronização da elevação e da duração, mas é mais caro de implementar.
Valvematic
A tecnologia Valvematic nasceu no ano 2007 como uma evolução do sistema VVT-i Dual. Trata-se de uma tecnologia inovadora da Toyota que incorpora uma árvore de cames intermédia comandada por um servomotor. O sistema permite que a abertura das válvulas seja maior e durante mais tempo quando se requer uma combustão mais eficiente. Quando esta segunda árvore de cames não é necessária, os cames desta segunda árvore ficam parados e apenas funcionará a árvore de cames principal, regulando o ritmo de forma tradicional
A árvore intermédia do sistema Valvematic tem múltiplas posições, pelo que a abertura das válvulas pode ser regulada independentemente do regime de rotações em que o motor se encontra. Graças a isto, a potência é maximizada até 20% ao mesmo tempo que as emissões são reduzidas em aproximadamente 25%.
VVT-i vs. VANOS vs. VTEC Qual é o melhor?
Durante a década de 90, a escassez de combustível e o endurecimento das normas e regulamentos anticombistão forçaram os fabricantes de motores a investigar no campo da distribuição. Assim, nasceram também o sistema VANOS da BMW ou o VTEC da Honda entre muitos outros. O objetivo de todos estes sistemas é o mesmo, mas os seus funcionamentos diferem na forma como a administração das válvulas é realizada.
O sistema VVT-i é simples, já que se limita simplesmente a variar o ângulo de avanço da válvula de admissão de acordo com a carga do motor. Isto confere ao sistema várias vantagens, sendo a mais evidente a durabilidade e a fiabilidade.
Por outro lado, a distribuição VTEC da Honda é ainda mais simples, já que foi desenhada de uma forma incrivelmente engenhosa. Em termos de fiabilidade e precisão, poderíamos dizer que empata com o VVT-i, embora o sistema da Honda seja capaz de extrair maior potência e binário dos seus motores do que a Toyota graças ao design da sua tecnologia.
Por fim, o VANOS da BMW utiliza um sistema complexo de engrenagens que modificam o ângulo de avanço das válvulas de admissão e escape em função da posição da cambota. As suas vantagens são incríveis, mas importa destacar que não se trata de um sistema tão infalível como o dos japoneses.