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Desfasador del árbol de levas del motor K4M — diseño y funcionamiento

Para mejorar el llenado de los cilindros con mezcla combustible en todos los regímenes, los motores 1.6 L están equipados con un desfasador del árbol de levas de las válvulas de admisión.

El desplazamiento del momento de cierre de las válvulas de admisión optimiza el llenado de los cilindros con mezcla combustible en función de la frecuencia de rotación del cigüeñal. Como resultado, aumenta el par en el régimen de cargas medias y la potencia a alta frecuencia de rotación del cigüeñal.

Mecanismo del desfasador
Fig. 1. Mecanismo del desfasador

A alta frecuencia de rotación del cigüeñal, un cierre más tardío de las válvulas de admisión asegura la entrada de una porción adicional de mezcla combustible gracias a la alta velocidad de movimiento de la mezcla. Por el contrario, a baja frecuencia de rotación la inercia del movimiento de la mezcla es pequeña. Por ello es deseable un cierre más temprano de las válvulas de escape para evitar un llenado insuficiente de los cilindros y la pérdida de par debido al desplazamiento de parte de la mezcla fresca. Cuanto mayor es la frecuencia de rotación del cigüeñal, más tarde debe producirse el cierre de las válvulas de admisión.

Electroválvula del desfasador
Fig. 2. Electroválvula del desfasador

La cantidad de aceite suministrada al desfasador se determina mediante la electroválvula montada en la culata (véase la fig. 2). La electroválvula recibe alimentación eléctrica en forma de señal alterna de grado de apertura cíclica (amplitud 12 V y frecuencia 250 Hz). Esto permite suministrar aceite al mecanismo del desfasador y, de este modo, modificar el ángulo de desfase.

Funcionamiento del desfasador
Fig. 3. Funcionamiento del desfasador: 1 — rotor del desfasador; 2 — piñón del desfasador; 3 — árbol de levas de las válvulas de admisión; 4 — válvula eléctrica del desfasador

El desfasador del árbol de levas modifica continuamente las fases de distribución. La unidad de control electrónica envía a la electroválvula una señal alterna de grado de apertura cíclica cuya magnitud es proporcional al desfase requerido. Las fases varían continuamente de 0° a 43° según el ángulo de giro del cigüeñal.

Cuando la frecuencia de rotación del cigüeñal está comprendida entre 1500 y 4300 min-1, la ECU aplica tensión de alimentación a la electroválvula. Al superar 4300 min-1, se interrumpe la alimentación de la electroválvula. La posición del mecanismo del desfasador favorece entonces el llenado de los cilindros a alta frecuencia de rotación del cigüeñal. En esta posición, el émbolo de bloqueo bloquea el mecanismo.

A una frecuencia de rotación de hasta 1500 min-1 no se aplica tensión de alimentación a la electroválvula. El mecanismo está bloqueado por el émbolo. Desde el momento en que se aplica alimentación a la electroválvula, con una frecuencia de rotación del cigüeñal superior a 1500 min-1, el émbolo de bloqueo se retira bajo la acción de la presión del aceite y libera el mecanismo.

El control de la electroválvula del desfasador del árbol de levas se realiza con las siguientes condiciones:

  • el sensor de frecuencia de rotación del cigüeñal está en buen estado;
  • los sensores de posición de los árboles de levas están en buen estado;
  • el sistema de inyección está en buen estado;
  • después del arranque del motor;
  • el motor no funciona al ralentí con el pedal del acelerador pisado;
  • se ha alcanzado el valor umbral del perfil de inyección establecido en función de la carga y de la frecuencia de rotación del cigüeñal;
  • la temperatura del líquido refrigerante está comprendida entre 10 y 120 °C;
  • la temperatura del aceite del motor es elevada.

Modos de reserva:

  • retorno del desfasador a su posición inicial;
  • desfase nulo.

Nota. Cuando la electroválvula queda bloqueada en posición abierta, el motor funciona de forma inestable al ralentí y la presión en el tubo de admisión es elevada. Además, se observa un funcionamiento más ruidoso del motor.

Averías principales de la electroválvula del desfasador

  • circuito abierto;
  • cortocircuito a masa o a +12 V;
  • desplazamiento o desajuste de los valores programados;
  • determinación incorrecta de la posición del desfasador;
  • magnitud de regulación fuera de los límites admisibles.