Motor Alfa Romeo Twin Spark - Alfa Romeo Twin Spark engine

Motor Alfa Romeo TwinSpark
Motor Alfa Romeo 16V Twin Spark.JPG
Visión general
Fabricante Alfa Romeo (1986)
Alfa Lancia Industriale (1987-1991)
Fiat Auto (1991-2007)
Grupo Fiat Automóviles (2007-2009)
Producción 1986-2009
Diseño
Configuración 4 recto aspirado naturalmente
Desplazamiento 1,4 l (1370 cc)
1,6 l (1598 cc)
1,7 l (1747 cc)
1,7 l (1749 cc)
1,8 l (1773 cc)
2,0 l (1962 cc)
2,0 l (1,970 cc)
2,0 l (1,995 cc)
Material de bloque Aluminio
y hierro fundido
Material de la cabeza Aluminio
Tren de válvulas DOHC 2/ 4 válvulas por cilindro
Combustión
Sistema de combustible Carburador , inyección de combustible
Tipo de combustible Gasolina
Cronología
Predecesor Alfa Romeo Twin Cam
Sucesor Motor Alfa Romeo JTS

La tecnología Alfa Romeo Twin Spark (TS) se usó por primera vez en el automóvil Alfa Romeo Grand Prix en 1914. A principios de la década de 1960 se usó en sus autos de carrera ( GTA , TZ ) para permitirle lograr una mayor potencia de salida de sus motores. Y a principios y mediados de la década de 1980, Alfa Romeo incorporó esta tecnología a sus automóviles de carretera para mejorar su rendimiento y cumplir con controles de emisiones más estrictos.

Los motores 'Twin Spark'

En el mundo actual de Alfa Romeo, el nombre "Twin Spark" generalmente se refiere a los motores de doble encendido instalados en los automóviles Alfa Romeo. El motor de 8 válvulas se instaló inicialmente en el Alfa Romeo 75, pero también en los 164 y 155 . Los motores de 16 válvulas aparecieron en los modelos 145 , 146 , 155, 156 , 147 , 166 , Alfa Romeo GTV & Spider y Alfa Romeo GT .

Todos los motores de la serie TS son motores en línea de 4 cilindros y dos levas . El motor original de 8 válvulas se derivó de la familia Twin Cam de Alfa y presentaba un bloque + culata de aleación ligera ( aleación de aluminio mejorada con silicio), camisas de cilindro de hierro refrigeradas en húmedo y los árboles de levas eran impulsados ​​por una sola cadena de distribución dúplex. Por lo tanto, diseño similar a los motores Alfa Romeo Twin Cam anteriores y famosos , pero con un ángulo de válvula más estrecho y doble encendido en este modelo.

Los últimos motores de 16 válvulas eran parte de la serie de motores modulares " Pratola Serra " (familia B) de Fiat , y tenían un motor de bloque de hierro fundido más pesado, con una cabeza de aleación, y los árboles de levas eran accionados por correa. El nombre Twin Spark proviene del hecho de que hay dos bujías por cilindro. Era de hierro fundido por su mayor resistencia de la viga, menor complejidad y, por lo tanto, menores costos de producción. Cuando eran nuevos, estos motores destacaban por su alta eficiencia, como lo demuestra el BMEP (presiones efectivas medias de los frenos) ejercidas sobre las coronas de los pistones.

Las dos bujías de los motores Alfa Twin Spark de 8 V se encienden al mismo tiempo y están colocadas simétricamente alrededor de la línea vertical que pasa por los centros de las válvulas de admisión y escape. El frente de la llama recorre menos distancia, lo que permite utilizar un menor avance de encendido. Además, también se pueden tolerar mezclas más magras para una mejor economía de combustible. El motor de 8V también tiene 8 bujías idénticas. No hay espacio para una bujía colocada en el centro debido al diseño de 2 válvulas que utiliza una válvula de entrada de 44 mm de diámetro bastante grande en el motor 2.0. En los modelos más nuevos que usan el motor de 8V, el sistema también usa el popular sistema de chispa desperdiciada . (como también se usa en Ford EDIS), combinando una bobina para 2 enchufes en cilindros hermanos de fase opuesta como 1-4, 2-3 en motor de 4 cilindros.

En los motores Alfa 16V Twin Spark, una bujía está idealmente ubicada en el centro del cilindro, como es común en prácticamente todos los motores de configuración de válvulas múltiples. Para acomodar una segunda bujía en la cámara de combustión de 4 válvulas, se ubica una bujía de menor diámetro en el borde mismo de la cámara de combustión entre una entrada y una válvula de escape. La ubicación del enchufe adicional significa que su impacto en el rendimiento máximo es marginal. Sin embargo, el motor puede funcionar sin problemas en condiciones muy pobres (hasta 18: 1 AFR), esto sugiere que el tapón adicional está aquí para mejorar la eficiencia de la combustión bajo cargas ligeras. En la próxima generación de Alfa fours, los motores JTS perdieron las segundas bujías, ganaron inyección directa y mayor rendimiento.

Los motores TS 16V, 1.6, 1.8 y 2.0, utilizan bujías de electrodo de platino de larga duración de 10 mm de diámetro y 14 mm de diámetro por cilindro. Las bujías tienen un intervalo de sustitución de 100.000 kilómetros (62.000 millas).

Cabezal de chispa doble de 16 válvulas.

El motor de 16 válvulas cuenta con encendido individual de 'bobina sobre bujía', donde la sincronización del encendido es controlada directamente por el sistema de gestión del motor de Bosch, con cada bobina disparando dos bujías simultáneamente. En los motores de válvulas CF1 y CF2 anteriores, cada bobina encendía la bujía debajo de ella y (a través de un cable de bujía corto) una bujía en el otro cilindro que tenía una rotación del cigüeñal de 360 ​​° fuera de fase (es decir, una bobina disparaba una bujía en el cilindro que se acerca a la parte superior de la carrera de compresión, y también una bujía en el cilindro que se acerca a la parte superior de la carrera de escape (en un motor de 4 cilindros y 4 tiempos con una manivela de 180 °, los pistones 1 y 4 y los pistones 2 y 3 suben En esta configuración, cada bobina da servicio a dos bujías y cada cilindro recibe servicio de dos bobinas.En caso de falla de la bobina, una de las dos bujías seguiría funcionando.

Los sistemas de encendido que disparan una bujía en un cilindro en su carrera de escape se conocen como un sistema de encendido por chispa desperdiciado; como la chispa no enciende nada y así se "desperdicia". Los sistemas de chispa desperdiciada se utilizan generalmente como una economía de producción, ya que se requiere la mitad del número de bobinas (que, en consecuencia, deben disparar el doble de veces), por ejemplo, un motor de cuatro cilindros y cuatro tiempos (con una sola bujía por cilindro) requiere solo 2 bobinas disparando alternativamente cada 180 ° de rotación del cigüeñal, cada bobina disparando cada rotación de manivela de 360 ​​° para disparar los cuatro cilindros. En las 16 válvulas Twin Spark, las ocho bujías requieren 4 bobinas, por lo que es poco probable que la economía de producción sea un factor en la adopción de un sistema de chispa desperdiciado.

En el CF3 posterior (2001 en el estándar de emisiones Euro 3) 16v TS, las cuatro bobinas encienden ambas bujías en un cilindro (por lo tanto, no 1 y 4 y 2 y 3 como pares), y puede que no sea un sistema de chispa desperdiciado. Los beneficios potenciales de que cada bobina esté asociada con un cilindro son: reducir a la mitad la frecuencia de disparo: la bobina solo debe disparar cada 720 ° de rotación del cigüeñal en lugar de cada 360 ° de rotación del cigüeñal. Esto duplicaría el tiempo de saturación de la bobina, lo que reduciría la carga de la bobina y mejoraría la calidad de la chispa a altas rpm. Algunos sistemas de gestión del motor de Bosch tienen la capacidad de adelantar y retrasar el tiempo de encendido en cilindros individuales, lo que sería imposible en las configuraciones CF1 y CF2 ya que cada cilindro es atendido por dos bobinas, pero podría usarse en la configuración CF3.

Twin Spark de 16 válvulas con tapa anterior.

Los motores también incorporan otros dos dispositivos para mejorar el rendimiento en funcionamiento, el variador de fase del árbol de levas y el control de longitud de admisión variable (o colector de admisión modular en Alfaspeak) en las versiones posteriores (cubierta de leva de plástico) de 1.8 y 2.0 litros. Cuando se implementan estos dos sistemas variables, se controlan en conjunto mediante la ECU de gestión del motor Bosch Motronic en respuesta a las rpm, la carga y la posición del acelerador. Según la documentación de servicio electrónico de Fiat Auto SpA DTE para el 156 Twinspark (1.8 / 2.0):

" Para optimizar la cantidad de aire aspirado al motor, la unidad de control verifica: sincronización de admisión en dos posiciones angulares (y) geometría de los conductos de admisión en dos longitudes (solo 1.8 / 2.0 TS). A la velocidad de par máxima, la unidad de control establece el" Fase "abierta": leva avanzada 25 °, conductos largos de la carcasa de entrada (sólo 1.8 / 2.0 TS). A la velocidad máxima de potencia, la centralita establece la fase "cerrada": leva en posición normal, conductos cortos de la caja de entrada. En ralentí la unidad de control establece la fase "cerrada": leva en posición normal y conductos cortos de la caja de admisión. En el resto de condiciones de funcionamiento del motor, la unidad de control selecciona la configuración más adecuada para optimizar el rendimiento - consumo - emisiones. las cajas son siempre cortas " .

El avance del árbol de levas de admisión abre y cierra las válvulas de admisión antes en el ciclo de admisión. Esto permite que el llenado de los cilindros con mezcla de aire / combustible comience y termine antes cuando se encuentra en la posición avanzada, comenzando así a comprimir la mezcla antes. O la fase de compresión para comenzar más tarde (cuando no está en estado de leva avanzado) retrasando el cierre de la válvula de admisión. La compresión real de los gases puede comenzar solo después del cierre de las válvulas de entrada, por lo que al variar el momento de cierre de la válvula de entrada (con el variador), la relación de compresión efectiva se puede reducir en la posición no avanzada. Esto tiene beneficios como una forma de reducir la relación de compresión efectiva pero aún mantener la relación de expansión como antes para reducir las pérdidas mecánicas de la fase de compresión. Cuando la válvula de admisión también se abre antes en relación con el cierre de las válvulas de escape, el solapamiento de las válvulas (el período de apertura simultánea de las válvulas de admisión y escape) también aumenta en este modo. Esto promueve el efecto de barrido del escape que sale, lo que provoca un vacío parcial en el cilindro para ayudar aún más a llenar el cilindro con una carga nueva. Además, este aumento de la superposición, puede hacer que parte de los gases de escape vuelvan a entrar de esta manera lo hacen funcionar como EGR interno.

Al igual que con los sistemas de fases de levas de admisión similares como BMW VANOS, la fase se devuelve al estado retardado a mayores rpm para mejorar la potencia y la eficiencia a medida que la dinámica del gas de admisión cambia con las rpm. Los conductos de entrada cortos están sintonizados a la frecuencia más alta y, por lo tanto, a la onda de presión del conducto de entrada más corta.

En los motores de 8 V, la superposición de válvulas y la duración de apertura de admisión son bastante grandes. Estos motores apenas están inactivos con el variador en la posición de encendido, por lo que en estos modelos también tenía el significado de mejorar el funcionamiento a velocidades más bajas. En los motores de 16 V, el variador del árbol de levas se usa para mejorar el rendimiento / las emisiones, pero también podría ser la fuente del problema común de 'ruido diesel' que se observa a menudo en los modelos usados ​​de alto kilometraje que usaban los componentes internos anteriores del variador. El mismo sistema de variador también se utiliza en muchos motores Fiat / Lancia como el que se utiliza en el motor Lancia Kappa de 5 cilindros, algunos motores Fiat Bravo / Fiat Marea , modelos Fiat Barchetta , Fiat Coupe , Fiat Stilo, etc.

Colector de entrada modular

El colector de admisión modular Alfa Romeo es un sistema de admisión variable instalado en los motores Twin Spark de 1.8 y 2.0 litros. Funciona cambiando entre dos canales de entrada de aire separados de diferentes longitudes (un par para cada cilindro) para acortar o alargar el camino desde el final del canal de entrada (dentro del plenum) hasta las válvulas de entrada. El sistema es servoaccionado asistido por vacío múltiple y controlado directamente por el sistema de gestión del motor Bosch, como se describe anteriormente. Los canales de entrada de longitud ajustada operan utilizando los armónicos creados dentro del tracto de entrada / canal al abrir y cerrar las válvulas de entrada y el flujo de gas durante el ciclo de entrada. Cada corredor es efectivamente una pila de velocidad que refleja una onda de presión positiva hacia abajo por el corredor de entrada para maximizar el llenado del cilindro con la mezcla de aire y combustible. La banda de rpm sobre la cual la onda de presión llega a las válvulas de entrada abiertas y puede ayudar en el llenado del cilindro está establecida por la longitud del corredor y es relativamente estrecha. El intercambio entre corredores de diferente longitud amplía la banda de rpm sobre la cual se logran los beneficios de los corredores de entrada sintonizados, lo que lleva a una curva de par más plana y, en consecuencia, a más potencia en todo el rango de revoluciones.

Además, también se ha maximizado el flujo de aire dentro del tubo de admisión original entre la placa del acelerador y la caja de aire. Esto incluye una 'trompeta de entrada' al final de la tubería de entrada dentro de la caja de aire (a menudo conocida como el "cono" por Alfisti) que está diseñada para mejorar el flujo de aire y la medición de combustible al reducir la turbulencia (y puede reflejar ondas de presión positiva hacia atrás). por el tubo de admisión). Hay mucha discusión sobre cómo mejorar el rendimiento quitando la trompeta o 'desconchando' como se le llama a menudo, ya que algunos piensan que la trompeta restringe el flujo de aire debido a su pequeña sección transversal de entrada. Si bien la "desactivación" da como resultado una mejora en la sección transversal de la entrada, es probable que cualquier beneficio se vea compensado por el "efecto de pellizco" de una entrada sin radio, que es de 0,6 a 0,5 la eficiencia de un radio de trompeta en la entrada del mismo diámetro.

Sincronización variable de válvulas

La sincronización variable de válvulas le dio al motor Twin Spark muy buen rendimiento para su cilindrada, pero es una de las áreas más débiles del motor de 16 válvulas. El variador original que controla la sincronización de la leva es propenso a desgastarse o atascarse, aunque la pieza de repuesto tiene un número de pieza diferente y tiene una confiabilidad mejorada. Los síntomas son una ligera pérdida de rendimiento y un traqueteo tipo diesel en la parte superior del motor, que aparece al arrancar y dura más tiempo gradualmente. Por lo tanto, es aconsejable cambiar el variador independientemente de su estado aparente en el reemplazo de la correa de cambio de 36,000 millas (60,000 km). El problema del variador no se ve a menudo en la versión anterior 8V Twin Spark, ya que estos usan un tipo diferente de sistema de variador de sincronización de levas, este también es el caso de las versiones posteriores de 16v utilizadas en el Alfa Romeo 156 y el 147 donde estaba el variador débil. dirigido.

Motores Twin Spark de 8 válvulas

Alfa Romeo 75 8 válvulas Twin Spark.
  • 1,7 L (1749 cc) 84 kW (114 PS; 113 CV) a 6000 rpm, 146 N · m (108 libras · pie) a 3500 rpm
  • 1,8 L (1773 cc) 98 kW (133 PS; 131 CV) a 6000 rpm, 165 N · m (122 libras · pie) a 5000 rpm
  • 2,0 L (1962 cc) 109 kW (148 PS; 146 CV) a 5800 rpm, 186 N⋅m (137 libras · pie) a 3000 rpm
  • 2,0 L (1.995 cc) 104 kW (141 PS; 139 CV) a 6000 rpm, 187 N⋅m (138 libras · pie) a 5000 rpm (cat.)

aplicaciones:

Motores Twin Spark de 16 válvulas

Twin Spark de 16 válvulas
  • 1,370 cc (1,4 L) 76 kW (103 PS; 102 CV) a 6300 rpm, 124 N⋅m (91 lb⋅ft) a 4600 rpm, diámetro x carrera: 82 x 64,87 mm
  • 1,598 cc (1,6 L) 77-88 kW (105-120 PS; 103-118 CV) a 5600-6200 rpm, 140-146 N⋅m (103-108 lb⋅ft) a 4200-4500 rpm, diámetro x carrera - 82 x 75,65 mm
  • 1,747 cc (1,7 L) 103-106 kW (140-144 PS; 138-142 CV) a 6500 rpm, 163-169 N⋅m (120-125 lb⋅ft) a 3500-3900 rpm, diámetro x carrera - 82 x 82,7 milímetros
  • 1,970 cc (2,0 L) 110-114 kW (150-155 PS; 148-153 CV) a 6400 rpm, 181-187 N⋅m (133-138 lb⋅ft) a 3500-3800 rpm, diámetro x carrera - 83 x 91 mm

Aplicaciones:

Referencias