Nuevos motores V8 presentan Administración Dinámica de Combustible

Las totalmente nuevas camionetas Silverado 1500 y Sierra 1500 2019 ofrecen dos nuevos motores V8: el 5.3L V8 (RPO L84) y el 6.2L V8 (RPO L87). (Fig. 1)

Fig. 1

Estos nuevos motores ofrecen la potencia requerida por los propietarios de camionetas — el 5.3L V8 tiene una salida de potencia de 355 caballos de fuerza y 383 lbs. pie. de torque y el 6.2L V8 (Fig. 2) desarrolla 420 caballos de fuerza y 460 lbs. pie de torque — mientras optimiza el ahorro de combustible.

Fig. 2

Una de las mejoras en la eficiencia de los nuevos motores es el nuevo sistema de Administración Dinámica de Combustible (DFM), que es el sucesor de la Administración Activa de Combustible (AFM). AFM alternó entre los modos de 8 cilindros y 4 cilindros, pero DFM desactiva activamente cualquier cantidad de cilindros en una variedad de combinaciones, lo que permite que el motor funcione en 17 patrones diferentes de cilindros.

La DFM cuenta con un controlador sofisticado que monitorea continuamente el pedal del acelerador del vehículo y ejecuta una compleja secuencia de cálculos para determinar cuántos cilindros se necesitan para satisfacer la demanda de potencia del conductor. El controlador DFM puede hacer esta determinación 80 veces por segundo. El cambio entre los modos V8 y DFM se logra en menos de 250 milisegundos, o dentro de dos revoluciones del cigüeñal, lo que hace que la transición sea transparente y uniforme para el conductor.

 

Operación de elevador de válvula

La desactivación del cilindro se logra al no permitir que las válvulas de admisión y escape se abran en los cilindros seleccionados mediante el uso de elevadores de válvula especiales. (Fig. 3) Los elevadores de desactivación contienen pasadores de bloqueo cargados por resorte que conectan el alojamiento interno del pasador del elevador al alojamiento exterior.

Fig. 3

Cuando se ordena la desactivación del cilindro, el ECM determinará qué cilindro está encendiendo y comenzará la desactivación en el siguiente cilindro desactivado más cercano en la secuencia de orden de encendido. Aunque ambos levantadores de válvulas de admisión y escape son controlados por el mismo solenoide, las válvulas de admisión y escape no se desactivan al mismo tiempo. La desactivación del cilindro está sincronizada de forma que el cilindro esté en un evento de admisión.

Durante un evento de admisión, el lóbulo de la leva de admisión empuja el elevador de la válvula hacia arriba para abrir la válvula de admisión contra la fuerza del resorte de la válvula. La fuerza ejercida por el resorte de la válvula está actuando en el lado de los pasadores de bloqueo del elevador, evitando que se muevan hasta que la válvula de admisión se haya cerrado. Cuando el elevador de la válvula de admisión alcanza el círculo base del lóbulo del árbol de levas, la fuerza del resorte de la válvula se reduce, permitiendo que los pasadores de bloqueo se muevan, desactivando la válvula de admisión.

Cuando se ordena la desactivación del cilindro, la válvula de escape para el cilindro desactivado se encuentra en la posición cerrada, lo que permite que los pasadores de bloqueo en el elevador de la válvula se muevan inmediatamente y desactiven la válvula de escape.

Cuando se cumplen todas las condiciones de habilitación para la desactivación del cilindro, el ECM activará el control alto y bajo de cada circuito de control del solenoide en la secuencia de orden de encendido, permitiendo que la corriente fluya a través de los devanados del solenoide. Con los devanados de la bobina energizados, la válvula solenoide se abre, redirigiendo la presión de aceite del motor a través de las válvulas solenoide de aceite del elevador de válvula hacia 16 pasajes verticales separados en el valle del elevador del motor. Los 16 pasos verticales, dos por cilindro, están conectados a los orificios del elevador de válvula de los cilindros que se desactivarán.

Cuando las condiciones de operación requieren un retorno al modo V8, el ECM desactiva los circuitos de control de los solenoides, permitiendo que las válvulas de solenoide se cierren. Con las válvulas solenoide cerradas, la presión del aceite del motor en los puertos de control se agota a través del cuerpo de los solenoides hacia el valle del elevador del bloque del motor. Los pasos de aceite de las válvulas solenoide de aceite del elevador de válvula incorporan varias purgas en los pasajes de aceite para purgar cualquier aire atrapado en el bloque del motor.

 

Operación de válvula solenoide de aceite de elevador de válvula

DFM utiliza ocho válvulas solenoide de aceite del elevador de válvula (una para cada cilindro) que están montadas en el valle del bloque del motor, debajo de la cubierta del valle del bloque del motor. (Fig. 4) Cada solenoide controla la presión de aceite del motor hacia los elevadores de válvula de admisión y escape en los cilindros seleccionados para desactivarse. La presión del aceite del motor se dirige a la galería de aceite del elevador desde un pasaje de aceite interno en la parte posterior del bloque de cilindros.

Fig. 4

Cuando se ordena la abertura de una válvula solenoide de control de aceite, el aceite presurizado empuja los pasadores de bloqueo del elevador (Fig. 5, E) hacia adentro. La varilla de empuje (Fig. 5, A) permanece en una posición constante y no viaja hacia arriba ni hacia abajo. El cuerpo exterior del elevador (Fig. 5, C) se mueve hacia arriba y hacia abajo independientemente del alojamiento del pasador (Fig. 5, D). El resorte del elevador de válvula (Fig. 5, B) retiene la tensión en los componentes del tren de válvulas para eliminar el ruido del tren de válvulas.

Fig. 5

Con DFM, los motores pueden equilibrar mejor las necesidades de potencia con la eficiencia del combustible. Durante un programa de prueba estándar de la industria, la camioneta Silverado 2WD 2019 con el motor 5.3L V8 y DFM operó con menos de ocho cilindros activos más del 60 por ciento del tiempo, 9 por ciento más que un modelo 2018 comparable con AFM.

 

– Gracias a Dave MacGillis y Sherman Dixon

 

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