Motor VR6

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Esquema en vista superior de un motor VR6 a 15º.

El motor VR6 es una disposición del motor, que consiste de seis cilindros en un ángulo más estrecho del habitual. Fue desarrollado por el Grupo Volkswagen a fines de los años 80, y se mantiene en producción hoy en día.

Es similar a un motor en V, pero con los dos bancos desplazados y acomodados uno junto al otro en un ángulo de 10,6º o 15°, en lugar de los más comunes de 45°, 60°, o 90° encontrados en los motores en V convencionales.

Descripción[editar]

Tres tipos de configuraciones: a: motor en línea, b: motor en "V", c: motor VR.
Vista superior de un esquema que muestra las diferencias entre entre las configuraciones.
A la izquierda: un motor en línea, centro: un motor V6 convencional, y a la derecha: un motor VR6.
Nóteces que el motor V6 requiere dos culatas de cilindros separadas, mientras que el VR6 necesita sólo una, como en el motor en línea.

El nombre VR6 deriva de la combinación de motor en V y de la palabra alemana "Reihenmotor" (que significa motor en línea).

La configuración puede también describirse como "seis cilindros escalonados", en consonancia con la geometría de cuatro cilindros escalonados del Lancia Fulvia, que se desarrolló a finales de los años 50 (una continuación de la práctica de diseño de Lancia que se remonta a los años 20). Los motores escalonados son propicios a mejorar su diseño, con número de cilindros impar y con configuraciones en V escalonada.

El VR6 fue específicamente diseñado para motores instalados transversalemente en autos de tracción delantera. Usando un ángulo estrecho de 15° entre los 'bancos' en un VR6, es posible instalar un motor de 6 cilindros en el vano motor de 4 cilindros de los automóviles existentes del Grupo Volkswagen. Un motor V6 convencional puede requerir alargar los vehículos para dar lugar al nuevo motor, más ancho. El VR6 puede utilizar el orden de encendido de un motor en línea de 6 cilindros, dando como resultado, un funcionamiento igual de suave.

El ángulo angosto entre los cilindros permite usar sólo un banco de cilindros y sólo una culata, mientras que en los motores en V convencionales requieren dos bancos de cilindros y dos culatas separadas. Usar sólo una culata de cilindros permite utilizar dos árboles de levas (en lugar de cuatro) a la cabeza para comandar todas las válvulas. Esto simplifica la construcción del motor y reduce los costos. En los primeros motores VR6 de 12 válvulas había dos árboles de levas a la cabeza con seis levas cada uno. El árbol de levas delantero tenía tres levas de admisión y tres de escape para controlar los tres cilindros delanteros. El árbol de levas trasero estaba diseñado de la misma manera, pero controlaba los tres cilindros restantes. El principio de operación es similar al diseño de un sólo árbol de levas a la cabeza. Los motores VR6 posteriores de 24 válvulas mantienen el doble árbol de levas a la cabeza, pero ahora con 12 levas cada uno. Sin embargo, la operación de los árboles de levas en los motores de 24 válvulas es difirente a la de los primeros motores con 12 válvulas, un árbol opera sólo las válvulas de escape y el otro, sólo las de admisión. Este principio es más parecido al del diseño de doble árbol de levas a la cabeza.

Existen diferentes variantes del motor VR6. El motor VR6 original desplazaba 2,8 litros y tenía un diseño de 12 válvulas (dos por cilindro). Estos motores entregaban una potencia de salida de 128 kW (174 CV), y un par motor de 240 Nm (24,4 kgm).

Especificaciones detalladas[editar]

Diagrama esquemático del ángulo en "V" entre cilindros, de un motor VR6.
Nótece el diseño de doble árbol de levas a la cabeza. Si embargo, el diagrama no muestra el largo diferente de los árboles de levas.

El motor VR6 original tiene un cárter y bloques de cilindros de una sola pieza de fundición de hierro gris, y una liviana culata de cilindros de flujo cruzado de aleación de aluminio, con dos válvulas por cilindro, operadas por árboles de levas a la cabeza comandados por cadenas. El combustible y el encendido son controlados por una unidad de control de motor (ECU, en inglés) Bosch Motronic. Este sistema de control del motor utiliza un sensor de flujo de aire, doble sensor de detonación para la regular el encendido de los cilindros y una sonda Lambda para regular la mezcla aire/combustible. Los gases de escape son canalizados a través de un convertidor catalítico de tres vías.

El Volkswagen Group identifica al VR6 original con el código "AAA". Éste opera en ciclo de cuatro tiempos, tiene un desplazamiento de 2,8 litros, aunque algunos motores europeos desplazan 2,9 litros (esta variente se identifica con el código "ABV"). El diámetro de los cilindros es de 81,0 milímetros, y la carrera del pistón es de 90,0 mm. El ángulo entre bancadas es de 15°, y la relación de compresión es de 10:1.

El cigüeñal de acero forjado posee seis muñones para las bielas y apoya en siete bancadas. . Dos árboles de levas a la cabeza operan botadores hidráulicos los cuales, a su turno, abren y cierran las válvulas, 39 mm las de admisión y 34,3 mm las de escape. Debido a que las dos "filas" de pistones y cilindros comparten una sola cabeza de cilindros y una sola junta, la cabeza del pistón está inclinada. Debido a esto, la pared del pistón tiene una altura variable, lo que produce una tensión térmica desigual, y a un pistón más pesado. Las válvulas de admisión y escape necesitan diferentes árboles de levas para variar el cruce de válvulas (que pueden ser coaxiales, como en algunos V8 a 90°). Para minimizar al número de árboles de levas, ambas filas de cilindros comparten sus árboles de levas. Debido a la geometría, la mitad de las válvulas son muy largas, lo que puede ser un problema en altas rpm, cuando se utiliza en motores de carreras. Las lumbreras de admisión y escape pasan muy cerca de las cabezas de cilindros; esto calienta la mezcla entrante de aire/combustible antes de ser encendida por la bujía, lo cual tiene por efecto reducir la potencia. Esto también enfría los gases de escape, lo que dificulta el funcionamiento del convertidor catalítico. En motores de producción para autos de calle, se utiliza un sólo colector de escape, y por lo tanto, las mitad de los conductos son muy largos, incrementando el calor dentro del colector, siendo necesario que sea más pesado, haciéndolo también con el colector de admisión. Debido a que el campo de los cilindros está muy reducido (comparado con el 6 cilindros en línea), las lumbreras más largas están formadas por conductos de sección rectangular en lugar de la elíptica o de media luna, mas deseable. En autos de calle, las lumbreras de admisión y escape son normalmente curvas, y las distintas longitudes pueden ser fácilmente compensadas.

Diagrama mostrando las diferencias en los largos de las lumbreras entre el V6 y el VR6 de 12 válvulas
Diagrama mostrando las diferencias en los largos de las lumbreras entre el V6 y el VR6 de 24 válvulas

Debido a la disposición de los cilindros en el VR6, con dos filas de cámaras de combustión en la misma culata, los conductos de admisión en las dos filas de cilindros son de diferente longitud. Dependiendo de la generación específica del VR6, esta diferencia en las longitudes es compensada en el colector de admisión, con el cruce de válvulas, con el perfil de las levas, o con una combinación de éstos. En el VR6 original, cada conducto tiene un largo de 420 mm. Los gases de escape son evacuados por medio de un colector de escape de hierro fundido de tres brazos (uno dedicado a tres cilindros) dentro de un conducto en forma de Y. A partir de este punto, los gases son conducidos por medio de un conducto simple al convertidor catalítico, luego de pasar por la sonda Lambda.

Los inyectores de combustible, operados por la unidad de control de motor (ECU, por sus siglas en inglés) Bosch Motronic, están montados detrás del codo del colector de admisión. Además de ser el lugar óptimo para la inyección de combustible, este lugar también protege a los inyectores de un choque frontal.[cita requerida] El alojamiento de la bomba de agua es integrada al bloque de cilindros. El motor VR6 usa también una bomba eléctrica auxiliar para circular el refrigerante del motor mientras éste se encuentra en marcha, adicionalmente a la bomba principal movida por una correa.

Se utiliza un filtro de aceite reemplazable. La bomba de aceite está montada en el cárter y es accionada por un eje intermedio. Una válvula de control de presión de aceite está interada en la bomba.

El bloque de cilindros y cárter de una pieza está construido de fundición gris perlítica con acero microaleado. Los dos bancos de tres cilindros está dispuestos en un ángulo de 15º con respecto al cigüeñal. La camisas de los cilindros tienen un diámetro de 81 mm, con 65 mm de espacio entre cilindros. Están escalonados, pero solapados a lo largo del bloque del motor, lo que le permite al motor ser más corto y más compacto que un motor V6 convencional.

La línea central de los cilindros está desplazada de la línea central del cigüeñal 12,5 mm. Para acomodar los cilindros desplazados y el angosto diseño en "V", los muñones de las bielas están desplazados 22º unos de otros. Esto también permite un intervalo de encendido entre cilindros de 120°. El orden de encendido es 1-5-3-6-2-4.

Historia y evolución[editar]

Un 'ABV' europeo VR6 de 2,9 litros en un Volkswagen Corrado.

El motor VR6 del Grupo Volkswagen fue introducido en Europa por automóviles Volkswagen en 1991, en el Passat y el Corrado; y en América del Norte el año siguiente. El Passat, Passat Variant (familiar), y el Corrado estadounidense usaban el diseño original de 2,8 litros; el Corrado europeo y el con tracción en las cuatro ruedas Passat Syncro fue equipado con la versión de 2,9 litros con 140 kW (190 CV). Esta versión también tenía un catalizador de flujo libre de 6 cm, árbol de levas más finos, regulador de presión de combustible de 4 bares y colector de admisión ampliado.

El motor de 2,9 litros, como el destinado al Corrado, estaba originalmente equipado con un colector de largo variable, llamado VSR (Alemán: "Variables SaugRohr"), y fabricado por Pieronberg para Volkswagen Motorsport. Esto daba par motor mayor a bajas revoluciones, pero fue eliminado debido a los costos, y en su lugar se ofrrecía como un opcional. Este diseño fue posteriormente vendido a Schrick, quien lo rediseñó y lo ofreció como el Schrick VGI ("Variable Geometry Intake", Admisión de Geometría Variable).

En 1992, con la introducción del Volkswagen Golf Mk3, un motor de seis cilindros disponible por primera vez en un automóvil del segmento mediano-chico en Europa. En América del Norte no se introdujo hasta 1994; para ese momento, el modelo europeo comenzó a usar el 2,9 litros en el modelo VR6 Syncro. Las correspondientes versiones Vento/Jetta VR6 aparecieron el mismo año.


El Grupo Volkswagen removió un cilindro del VR6 en 1997 para crear el VR5 (o simplemente 'V5'), el primer bloque en usar un número impar de cilindros en un diseño en V (distintos del triple Honda V3 del famoso MotoGP). Esta versión, con una cilindrada de 2,3 litros, entregaba 110 kW (148 hp) y un par motor máximo de 210 Nm. Fue introducido con el Passat en 1997, y en el Golf y el Bora en 1999.

En 1999 el Grupo VW agregó modificaciones al diseño, con la introducción del VR6 multiválvulas (24 válvulas) de 2,8 litros. Este motor entrega 150 kW (201 hp) y 265 Nm (27 kgm) de par motor. La nueva versión no estaba disponible en el Passat (era incompatible con el esquema de instalación usada por la generación de motores de ese entonces), pero fue introducida en la gama más alta del Golf y el Bora en el mercado europeo. El nombre VR6 fue descartado como designación comercial,[cita requerida] y el sistema 4WD (ahora llamado 4motion) se volvió estándar en el V6 (VR6) en Europa. El V5 multiválvulas correspondiente fue lanzado recién en el 2.001, con la potencia incrementada en 20 hp a 125 kW (170 hp). El V6 multiválvulas 6 (VR6) fue introducido en América del Norte en el 2.001 abordo del T4 Eurovan, produciendo 150 kW (201 hp), y en el GTI in el año 2.002 (donde retuvo el nombre VR6).

En 1999, el Grupo VW también lanzó una versión actualizada del VR6 de 12 válvulas para el mercado norteamericano para la línea de prodcutos basada en la plataforma A4: Golf Mk4, GTI y Jetta. Este nuevo VR6 mejoró las prestaciones actualizando el árbol de levas, colector de admisión de longitud variable y una compresión de 10,5:1, y un equipo de emisiones mejorado. La potencia se incrementó a 130 kW (177 hp) a 5.800 revoluciones por minuto (rpm), mientras que el torque se incrementó a 245 Nm (25 kgm) a 3.200 rpm. Estuvo disponible desde 1999 hasta el 2002, cuando fue reemplazado por el motor de 24 válvulas.

En el año 2001 el VR6 fue ampliado a 3,2 litros para crear una versión limitada de altas prestaciones (168 kW o 225hp) para el New Beetle llamado Beetle RSi. El Beetle RSi fue el primer vehículo de producción en usar el VR6 de 3,2 litros VR6.[cita requerida] Este motor fue luego usado en el Mk4 Golf R32, y también equipó el Audi TT original. De acuerdo al Grupo Volkswagen, esta variante producía 184 kW (250 hp) y 320 Nm (32,5 kgm) de par motor en la configuración TT, y 177 kW (241 hp) en el R32. A pesar que fue clasificado con la misma potencia que la versión europea, la versión norteamericana del R32 incorporaba el sensor de masa de aire más grande del Audi TT (76 mm de diámetro, contra 70 mm), y una caja de aire diferente, lo cual daba la misma potencia del Audi, 184 kW (250 hp).

El 3,2 litros fue usado en el tope de gama en los Audi A3 y TT originales.

El VR6 3,2 continuó en uso en el R32 y en el renovado Mk5 Golf R32.

En el 2005, la versión europea de la sexta generación del Passat de Volkswagen, ahora con un motor transversal, salió a la venta con una versión revisada del VR6 de 3,2 l como su motor más grande. Para el mercado norteamericano, el Passat recibió un nuevo VR6 de 3,6 l con un ángulo más angosto de 10,6 grados, produciendo 206 kW (280 hp). Estas versiones de 3,2 y 3,6 incorporan inyección directa de combustible del tipo FSI. Este nuevo VR6 3,2 FSI desarrolla 184 kW (250 hp) a 6.250 rpm, y 330 Nm (33,6 kgm) a 3.000 rpm.[1] La introducción del Passat VR6 también fue la primera vez que un vehículo con motor VR6 estuvo disponible en América del Norte antes que en Europa.

El nuevo Passat R36, disponible desde princpios de 2008, recibió una versión actualizada del motor VR6 3,6 FSI, con 221 kW (300 hp) a 6.600 rpm 350 Nm a 2.400 rpm, tracción en las cuatro ruedas 4motion estándar, y Direct-Shift Gearbox (DSG) estándar.[2]

Usos[editar]

VR6[editar]

El motor VR6 fue usado por Volkswagen en:

El VR6 también fue usado en otros productos del Grupo Volkswagen:

VR5[editar]

El VR5 fue usado por los siguientes vehículos del Grupo Volkswagen:

Otras aplicaciones de la tecnología "VR"[editar]

El grupo Volkswagen ha desarrollado una serie de motores que usan los diseños de 'ángulo angosto' acoplados a un ángulo de 72 grados. Por ejemplo, dos motores imaginarios VR6 se acoplan a un ángulo de 72 grados dando como resultado una configuración W-12, la cual es mucho más corta que un motor V12 convencional, siendo apenas más ancho. Los diseños W8 y W16 desarrollados con una forma similar. El W8 usa lo que serían dos motores VR de cuatro cilindros, y el W16 usa dos bancos de ocho cilindros, cada uno en disposición VR.

Aunque el Grupo Volkswagen describe a estos motores compuestos como de configuración W, es más correcto llamarlos motores en V de bancos escalonados,[cita requerida] en consonancia con la geometría VR en línea escalonada.

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  1. «The Passat (sales brochure) - 3.2 FSI VR6» (PDF). Volkswagen Group United Kingdom Limited págs. pages 14,18,24. Volkswagen.co.uk (1 December 2008). Consultado el 31 July 2009.
  2. «The Passat (sales brochure) - 3.6 FSI VR6» (PDF). Volkswagen Group United Kingdom Limited págs. pages 11,12,14,19,24. Volkswagen.co.uk (1 December 2008). Consultado el 31 July 2009.

Enlaces externos[editar]