Gestión de aire para los motores FSI V6 y V8

Jun 18, 2023

En 2006, Audi presentó nuevos motores V6 de 3,2 L y V8 de 4,2 L. Ambos utilizan el sistema de inyección estratificada de combustible (FSI) de Audi que se introdujo por primera vez en el motor 2.0 FSI de cuatro cilindros en 2004.

Los creadores de estos motores de inyección directa de combustible comenzaron con una hoja de papel en blanco. El V6 y el V8 perdieron la disposición de cinco válvulas para dejar espacio para un inyector de combustible. Mover el inyector a la cámara de combustión permite un mejor control de la relación aire/combustible y el tamaño de las gotas de combustible en el cilindro. Pero Audi dio un paso más allá al rediseñar por completo cómo entra el aire en el motor y cómo se regulan los vapores del cárter.

El FSI 3.2 L V6 y el 4.2 L V8 tienen mucho en común con el motor FSI 2.0 L de cuatro cilindros, incluidos los problemas de depósitos de carbón. Lo más probable es que su primera exposición a un colector de admisión de Audi no sea una queja sobre la capacidad de conducción, sino más bien un servicio de limpieza de carbón en el que se deben limpiar las válvulas de admisión.

El múltiple de admisión en los motores V6 y V8 FSI administra el flujo de aire después del cuerpo del acelerador con dos juegos de válvulas en la cámara y en los puertos de admisión. Si las válvulas no funcionan correctamente, el motor no producirá la misma potencia y se establecerán códigos.

Los deflectores en el centro del pleno cambian la longitud de los corredores para mejorar la torsión y la capacidad de respuesta. Audi llama a estas válvulas de "cambio", "ajuste del múltiple de admisión" o "control del corredor de admisión" en la información de servicio y en las descripciones de los DTC. Los deflectores dirigen el aire hacia corredores más largos para un par de torsión bajo y hacen la transición a corredores más cortos a medida que aumenta la velocidad del motor.

Un actuador de vacío y un solenoide controlan los deflectores. Un sensor controla la posición de las válvulas. Audi ha utilizado este tipo de colector en sus motores V6 y V8 desde la década de 1990. Cuando el sistema falla y no hay vacío, la posición predeterminada generalmente establece el sistema en la configuración cerrada o la posición con el canal de admisión más largo. Esto hará que el motor tenga menos potencia a medida que aumentan las rpm. Los motores RS o Audi de alto rendimiento V6 y V8 no tienen instalado este sistema.

En los motores Audi FSI, hay "aletas giratorias" antes de las válvulas de admisión que son accionadas por una olla de vacío y una válvula solenoide eléctrica. Estas son pequeñas aletas que pueden cerrarse y restringir el flujo a las válvulas de admisión. Esta restricción crea un "efecto Venturi" para suavizar el flujo de aire que ingresa al motor a bajas velocidades y cargas del motor. Cuando las válvulas están abiertas, se utiliza todo el diámetro del conducto de admisión.

Las válvulas giratorias normalmente se cierran durante cargas bajas entre 1000 y 4000 rpm. Esto ayuda a mejorar la calidad del ralentí y la aceleración a bajas velocidades del motor. Cuando las cargas del motor aumentan, las válvulas se abren.

El actuador puede fallar en algunos vehículos de alto kilometraje. Las áreas de falla más comunes son el varillaje y el eje. Los eslabones de plástico pueden romperse y evitar que las válvulas se abran por completo o se abran demasiado.

Un sensor de efecto Hall en el extremo de los ejes de ambos bancos mide la posición de las válvulas. Si las válvulas reaccionan lentamente o superan los puntos establecidos para abrir o cerrar, se establecerá un código. El eje puede desgastarse y desarrollar fugas de vacío en los extremos.

El cliente puede informar una pérdida de energía cuando fallan los actuadores de la válvula de giro o del canal de admisión. El primer paso de diagnóstico debe ser verificar si hay fugas de vacío en las líneas y los actuadores antes de cambiar cualquier pieza. Por lo general, las fugas causarán códigos de escasez y aumentarán los números de ajuste de combustible a largo plazo. Una máquina de humo puede ayudar a detectar puertos con fugas, mangueras y piezas de plástico agrietadas.

Audi se toma muy en serio los vapores del cárter en los motores FSI V6 y V8. El sistema utiliza muchas válvulas y cámaras para gestionar los vapores de modo que la mayor parte del aceite pueda eliminarse y los gases restantes puedan quemarse en la cámara de combustión.

En un motor FSI de aspiración natural, la presión en el cárter aumenta y disminuye con un cambio en la carga y velocidad del motor. Los gases de la cámara de combustión pueden filtrarse a través de los anillos del pistón a medida que el cilindro sube durante los ciclos de compresión y escape. El aceite y los gases de combustión en el cárter también pueden ser aspirados a través de los anillos del pistón hacia la cámara de combustión. Los motores FSI manejan la presión, por lo que no se forman depósitos de carbón en las válvulas y el aceite se mantiene limpio.

En los motores Audi V6 y V8, la válvula de ventilación positiva del cárter (PCV) es más como un sistema separador de aceite que puede costar más de $300. El separador de aceite está ubicado en el valle del motor en el V6 y cerca de la parte posterior de la admisión en el V8.

Estas unidades tienen un pistón de control, una válvula de derivación, una válvula limitadora de presión de dos etapas y una válvula de drenaje. Las válvulas trabajan juntas para garantizar que las condiciones sean óptimas para eliminar el aceite y controlar las presiones dentro de la cámara de combustión. El separador de aceite se calienta con refrigerante del motor que evita que el respiradero del cárter se congele debido a la condensación y agriete potencialmente el plástico.

Dentro del separador de aceite, los gases del cárter pasan a través de dos o más cámaras en forma de cono llamadas ciclones. Las cámaras están conectadas en paralelo. El ciclón hace girar el vapor para eliminar el aceite de los gases.

Un pistón cargado por resorte que cambia de posición según el caudal controla el sistema. Una válvula de control de presión de dos etapas establece la presión interna del cárter. La válvula de derivación, junto con el pistón de control, asegura que los ciclones operen a niveles óptimos. Si hay demasiado o muy poco flujo, los ciclones no funcionarán correctamente. Si hay demasiado flujo de aire, la válvula de derivación se abrirá y permitirá que el gas sin tratar fluya hacia el motor.

El petróleo separado se recoge en un depósito de petróleo debajo de los ciclones. El aceite no puede salir del depósito hasta que se abra la válvula de drenaje de aceite. La válvula de drenaje de aceite está cerrada siempre que la presión en el cárter esté por debajo de las válvulas. La válvula se abre automáticamente debido a la gravedad solo a muy bajas revoluciones del motor, o cuando el motor está apagado, porque las condiciones de presión por encima y por debajo de la válvula están en equilibrio.

Si el separador de aceite no funciona debido a obstrucciones, fugas o válvulas atascadas, la vida útil del motor se verá afectada de dos maneras. En primer lugar, el aceite podría contaminarse y causar sedimentos y problemas en los cojinetes. En segundo lugar, un mayor consumo de aceite puede causar depósitos de carbón en las válvulas de admisión y dañar el convertidor catalítico.

Los motores FSI V6 y V8 se encuentran en muchos de los automóviles de la serie A y SUV de la serie Q de Audi. Para que cualquier motor FSI funcione correctamente, todos los componentes deben funcionar correctamente. Mírelo de esta manera: el colector de admisión son los pulmones, mientras que los inyectores, las válvulas de admisión y los cilindros son el corazón. Si hay un problema con el múltiple de admisión, el problema se verá magnificado por las válvulas de admisión y el evento de combustión en el cilindro. Esta es la razón por la que se debe adoptar un enfoque holístico al resolver los depósitos de carbono, los códigos de producción pobre y otros problemas de conducción en cualquier motor FSI.