La fase del árbol de levas es un tema complicado. Para un engranaje de árbol de levas fijo, el "grado" de un árbol de levas relaciona un punto de referencia en el árbol de levas con un punto de referencia en el cigüeñal. Con VTC, las cosas se ponen difíciles. Un punto de referencia elegido en el árbol de levas se corresponde con un punto de referencia en el engranaje del árbol de levas, que se corresponde con un punto de referencia en el cigüeñal. El sistema VTC le permite variar la correlación de estos puntos de referencia sobre la marcha.
Entonces, ¿qué significa realmente "cero grados"? No mucho para un engranaje de árbol de levas fijo, y significa aún menos para un sistema VTC. Los cero grados que todos conocen se basan en la ubicación elegida por el fabricante del pasador de clavija o la chaveta en el árbol de levas. Significa que cuando se instala de acuerdo con las especificaciones del fabricante, el pasador de clavija apuntará hacia arriba cuando el cilindro número uno esté en el PMS. Eso es todo. Nada más. No le dice nada específico sobre dónde comienza a abrirse la válvula, dónde ocurre el levantamiento máximo o dónde se cierra la válvula. Ahora, tenga en cuenta que al construir motores de engranajes de árbol de levas fijos, empresas como Honda configurarían el pasador de clavija de tal manera que el árbol de levas se orientara hacia el cigüeñal de una manera que produjera la máxima potencia. Un árbol de levas del mercado de accesorios tendría que orientarse hacia el cigüeñal de una manera diferente para producir la máxima potencia, de ahí el concepto de graduación de árboles de levas.
Todo es relativo. Ese "cero" no significa nada en un sentido absoluto. Existe una orientación relativa óptima entre el árbol de levas y el cigüeñal. Es decir, desea hacer coincidir un punto de referencia del árbol de levas con un grado de cigüeñal particular en la carrera de combustión para la admisión y en la carrera de escape para el escape. El punto de referencia del árbol de levas estándar de la industria es la línea central, o el punto donde se produce el levantamiento máximo. ¿Qué tiene que ver la línea central con la marca de cero grados? Nada. Puede especificar la línea central como "XXX grados después de cero" asumiendo que el pasador de clavija es cero. Entonces, el objetivo es hacer coincidir la línea central del lóbulo con un ángulo de cigüeñal específico.
Ahora, debido a que los motores k20 tienen VTC en la admisión, cuando se diseña el árbol de levas, tienen que determinar cómo configurar el pasador de clavija de modo que el VTC sea útil. Por lo general, configurarán el VTC de modo que la línea central del lóbulo se pueda variar alrededor del ángulo óptimo del cigüeñal. Si el sistema VTC permite 50 grados de ajuste de fase en relación con el cigüeñal, configurarán el pasador de clavija de modo que la línea central del lóbulo se pueda variar +/- 25 grados del cigüeñal alrededor del ángulo óptimo del cigüeñal. Honda decidió usar una escala de 0 a 50 en lugar de una escala de -25 a 25 grados. Esto también significa que Honda probablemente usó 30 grados como punto de referencia para donde la línea central del lóbulo se correlacionaría con el ángulo óptimo del cigüeñal dada una configuración de stock. Esto se confirma por el hecho de que la potencia máxima casi siempre ocurre a 30 grados con los árboles de levas de stock. La razón de esto es presumiblemente porque Honda quería minimizar la interpolación que resultaría del uso de un número como 25 grados. Suponiendo que 30 grados es donde ocurre la línea central del lóbulo, eso significa que cuando k-pro muestra cero grados de avance, la línea central del lóbulo ocurre 30 grados tarde. Cuando k-pro muestra 30 grados de avance, la línea central del lóbulo está optimizada. Odio analogizar esta noción, pero la gente parece entender mejor que 30 grados de avance orientan el árbol de levas y el cigüeñal de la misma manera que cero grados orientarían el árbol de levas y el cigüeñal en un motor de engranaje de árbol de levas fijo. Es decir, en un k20a2 de stock, 30 grados de avance es análogo a 0 grados, 0 grados es análogo a -30 grados y 50 grados es análogo a +20 grados. Por lo tanto, el rango de ajuste es de -30 grados a +20 grados.
Es mucho más simple obtener una comprensión de cómo cambiar la fase del árbol de levas afecta la correlación entre la línea central del lóbulo y el ángulo del cigüeñal usando un engranaje de árbol de levas fijo.
Aquí hay un ejemplo.
Suponga que la línea central del lóbulo está a 110 grados del pasador de clavija en el árbol de levas. Suponga también que desea que la línea central del lóbulo se correlacione con 170 grados del PMS.
Cuando modela el movimiento del árbol de levas y el cigüeñal, verá que después de 170 grados de rotación del cigüeñal, el árbol de levas solo habrá girado 85 grados (el árbol de levas se mueve a 1/2 de la velocidad del cigüeñal). Esto significa que la línea central del lóbulo ocurrirá 25 grados (árbol de levas) o 12,5 grados (cigüeñal) después del punto "óptimo". Eso significa que desea ajustar la fase del árbol de levas de modo que la línea central se desplace 25 grados de avance. Entonces modela el movimiento del árbol de levas/cigüeñal nuevamente. Descubre que en el PMS, el pasador de clavija se desplaza hacia adelante 25 grados. Cuando el cigüeñal se ha movido 170 grados, el árbol de levas aún se habrá movido 85 grados. Sin embargo, debido al avance de 25 grados impartido por el engranaje del árbol de levas, el árbol de levas se orientará de modo que el punto en el lóbulo a 85+25 grados del pasador de clavija, o 110 grados del pasador de clavija, se correlacione con el ángulo del cigüeñal de 170 grados. Por lo tanto, el árbol de levas ha sido graduado
Entonces, ¿cómo sabe en qué ángulo del cigüeñal debe ocurrir la línea central del lóbulo? Esta orientación se determina a través de la experiencia para la mayoría de las personas. Algunas empresas, como IPS, nos han hecho el favor de diseñar sus árboles de levas de modo que se puedan instalar utilizando las marcas de stock para producir una correlación optimizada entre la línea central del lóbulo y el ángulo del cigüeñal para construcciones comunes. Es decir, si diseñaron sus árboles de levas para motores k20a2 con una admisión AEM, colector PRC, colector de escape Comptech sin escape, los clientes con configuraciones similares encontrarán que la línea central del lóbulo ya está optimizada en relación con el ángulo del cigüeñal. Sospecho que la mayoría de las empresas seleccionan un cierto tipo de construcción de motor y luego diseñan la línea central del árbol de levas en torno a eso. Entonces, si la empresa diseñó el árbol de levas para un motor de alta compresión, todo fuera, la correlación de grados será bastante diferente cuando se use en un motor de compresión de stock. Por lo que me dicen mis contactos, los árboles de levas Skunk2 están diseñados para tales construcciones. Si se usan en un motor sin mucha compresión, puede obtener una buena cantidad de HP al graduar el escape porque no es ajustable a través de VTC. Por lo tanto, los árboles de levas de diferentes empresas requerirán diferentes configuraciones de grados para la admisión y el escape.
Entonces, ¿dónde encaja VTC? Bueno, VTC permite que la línea central del árbol de levas de admisión se optimice para una variedad de situaciones, no solo para la potencia máxima. Con un engranaje de árbol de levas fijo, solo puede optimizar la línea central para una situación, generalmente la potencia máxima. Puede obtener exactamente la misma potencia máxima con un engranaje de árbol de levas fijo que con VTC. VTC solo le permite tener una banda de potencia más amplia. Eso es todo.