Sistema de distribución de gas en los automóviles BMW

El sistema de distribución de gases (GDS) es el corazón de un motor de cuatro tiempos, ya que coordina la apertura y el cierre de las válvulas para que el aire y el combustible entren en cada cilindro en el momento adecuado y los gases de escape se eliminen sin pérdidas. Sin una sincronización precisa de las fases de distribución de gases, el motor no puede funcionar de manera eficiente, incluso si el resto de los sistemas funcionan correctamente.

En el sistema de sincronización clásico de BMW, el cigüeñal está conectado al árbol de levas mediante una correa o una cadena. Cuando el pistón se mueve hacia arriba, las válvulas se cierran y la mezcla se comprime; cuando se mueve hacia abajo, se abre la admisión o el escape. Todo esto debe ocurrir con una precisión de unos pocos grados de rotación del cigüeñal.

Sin embargo, la distribución estática de válvulas tiene una limitación importante. El tiempo óptimo de apertura de las válvulas depende de la carga y la velocidad del motor. A bajas velocidades se requiere un par elevado, y a altas velocidades se requiere la máxima potencia. Una única distribución de fase fija no puede ser eficaz en todo el rango.

Para resolver este problema, los ingenieros de BMW introdujeron en 1992 el VANOS (Variable Nockenwellen Steuerung), un sistema de distribución variable que se convirtió en la base de las posteriores tecnologías Double VANOS y Valvetronic.

¿Qué es VANOS en BMW?

El sistema VANOS es un mecanismo para ajustar la posición del árbol de levas con respecto al cigüeñal, lo que cambia el tiempo de apertura de las válvulas en función de la velocidad y la carga del motor. VANOS permite que los motores BMW funcionen con mayor suavidad, aumenta la potencia y reduce el consumo de combustible y las emisiones.

Los primeros sistemas VANOS aparecieron en los motores M50TU en 1992 (BMW E36 320i, 325i). Se trataba de un sistema monocanal que solo ajustaba el árbol de levas de admisión.

En 1996 apareció el Double VANOS, un sistema de doble canal que regula ambos árboles de levas (de admisión y escape). Este diseño proporciona un control de fase aún más preciso y se utiliza en prácticamente todos los motores de gasolina BMW con los índices M52TU, M54, M56, N42, N46, N52, N54, N62, etc.

Los componentes principales del sistema VANOS de BMW son:

• mecanismo hidráulico para mover el engranaje del árbol de levas;
• válvulas electromagnéticas (solenoides) que controlan el suministro de aceite;
• válvulas de control y canales de aceite;
• anillos de sellado (juntas tóricas), que se desgastan con el tiempo;
• unidad de control electrónico (DME), que establece el algoritmo de cambio de fase

Cómo funciona el sistema VANOS de BMW

VANOS funciona sobre la base de la presión hidráulica del aceite, que se suministra a las cámaras de control integradas en la carcasa del engranaje del árbol de levas. La electrónica del motor analiza las señales procedentes de los sensores de posición del cigüeñal, del árbol de levas, de la temperatura del aceite, de la válvula de mariposa y de las revoluciones por minuto. En función de las condiciones, envía una señal al solenoide, que abre el suministro de presión a la cámara requerida.

Por ejemplo:

• A bajas revoluciones (hasta 2500 rpm), el sistema desplaza las fases hacia una apertura más tardía de las válvulas, lo que mejora el ralentí y reduce el consumo de combustible.
• A velocidades medias y altas (de 3000 a 6000 rpm), las fases se desplazan hacia una apertura temprana, lo que mejora el llenado del cilindro y la potencia.

En los sistemas BMW Double VANOS, este proceso se sincroniza para la admisión y el escape, lo que permite un equilibrio perfecto entre el par y la potencia en toda la gama.

Por ejemplo, en el motor BMW M54B30 (231 CV), el sistema Double VANOS cambia las fases en un rango de hasta 40° del cigüeñal, lo que proporciona un aumento del par motor de hasta 320 Nm a 3500 rpm sin perder estabilidad al ralentí.

Averías típicas del sistema VANOS de BMW y sus consecuencias

El sistema BMW VANOS funciona en un entorno hostil (alta temperatura, presión y contacto constante con el aceite del motor), por lo que las juntas, las válvulas e incluso los pistones del bloque hidráulico se desgastan con el tiempo.

Principales problemas del BMW VANOS:

• El desgaste de las juntas de goma (juntas tóricas) y la pérdida de estanqueidad provocan una disminución de la presión del aceite, y el sistema no puede cambiar de fase. Síntomas: pérdida de potencia, sacudidas al acelerar, error P1520-P1523.
• Contaminación de los solenoides: las válvulas electromagnéticas no se abren o se bloquean. El motor «flota» al ralentí y aumenta el consumo de combustible.
• Desgaste mecánico del engranaje, típico de los motores M52/M54 más antiguos, cuando la biela comienza a tambalearse.
• El ruido durante el arranque significa que el aceite no se retiene en el bloque hidráulico debido a juntas con fugas, y el sistema se llena de aire en cada arranque.
• Los errores del sensor de fase complican el diagnóstico porque el sistema puede entrar en modo de emergencia (fases fijas).

Ignorar el problema del BMW VANOS conlleva:

• una pérdida de potencia de hasta un 15-20 %;
• un ralentí inestable;
• un aumento del consumo de combustible de 1-2 l/100 km;
• un desgaste acelerado de la cadena de distribución debido a una tensión incorrecta;
• detonación durante la aceleración.

Kit de reparación BMW VANOS

Los fabricantes producen kits de reparación para todos los tipos de VANOS (canal único, canal doble, VANOS doble). Los kits de reparación BMW VANOS incluyen:

• Juntas de caucho fluorado Viton, resistentes a temperaturas de hasta 250 °C;
• Anillos guía de plástico o metal;
• Juntas de vástago de pistón;
• Juntas de cubierta y carcasa.

La ventaja de utilizar los kits de reparación BMW VANOS es que eliminan el principal punto débil del sistema de fábrica: el envejecimiento de las juntas de goma convencionales. Tras instalar el kit de reparación, se restablece la presión en el sistema, el motor funciona con mayor suavidad y la tracción a revoluciones medias se vuelve estable.

Cómo instalar un kit de reparación BMW VANOS

VANOS es uno de los procedimientos más eficaces para restaurar la dinámica del motor BMW, lo que en la mayoría de los casos elimina por completo las sacudidas, las vibraciones, el ralentí inestable y el ruido «diésel» durante el arranque. A continuación se ofrece una instrucción detallada que describe el proceso con el mayor detalle posible, de modo que incluso un mecánico sin experiencia en el sistema pueda realizar la reparación correctamente.

1. Preparación para el trabajo

Antes de comenzar, asegúrese de que el motor se haya enfriado completamente y de que la batería esté desconectada. Es más conveniente trabajar en un garaje cálido, limpio y con buena iluminación.

Herramientas necesarias:

• juego de cabezas Torx, llaves hexagonales, llaves de 10-19 mm;
• retenedores del árbol de levas (herramienta especial BMW);
• llave dinamométrica;
• alicates para juntas de plástico;
• sellador, aceite de motor, toallitas limpias;
• kit de reparación Klifex (juntas Viton, anillos guía, juntas de carcasa).

Importante: antes del desmontaje, fotografíe la posición inicial de todas las mangueras, conectores y fijaciones, ya que esto facilitará enormemente el montaje posterior.

2. Retirada de los accesorios y acceso al VANOS

1. Retire la cubierta decorativa de plástico del motor.
2. Retire el colector de admisión y la parte superior del filtro de aire para poder acceder a la parte delantera de la culata.
3. Desconecte los conectores de las válvulas solenoides VANOS (solenoides).
4. Desatornille la cubierta del mecanismo de válvulas (es recomendable sustituir la junta después del montaje).
5. Instale los retenedores del árbol de levas para evitar que se desplacen al retirar el bloque.
6. Retire la cadena o correa de distribución de los engranajes del árbol de levas (marque la posición con un rotulador para volver a instalarla con precisión).

En esta fase, tendrá acceso directo a la carcasa de aluminio del VANOS, que está atornillada a la culata.

3. Retirada de la unidad VANOS

1. Desatornille todos los tornillos que fijan la carcasa a la culata (normalmente entre 6 y 8).
2. Retire con cuidado la unidad sin utilizar herramientas metálicas para hacer palanca, ya que esto podría dañar las superficies de sellado.
3. Tenga en cuenta que puede salir algo de aceite de la unidad, por lo que debe colocar un recipiente debajo de ella.
4. Después de retirarla, inspeccione la carcasa: si hay grietas, abolladuras o abrasiones, no es aconsejable repararla y es necesario sustituirla.

4. Desmontaje y diagnóstico

Coloque la unidad VANOS sobre una mesa limpia cubierta con un paño o papel suave.

1. Desatornille la tapa del bloque hidráulico.
2. Retire los pistones (hay dos en el Double VANOS) de los árboles de levas de admisión y escape.
3. Preste atención a la ubicación de cada pistón, la dirección del movimiento y el tipo de juntas: deben montarse exactamente en el mismo orden.
4. Retire las juntas viejas con unos alicates de plástico o un palito de madera.
5. Inspeccione los canales de suministro de aceite; si ve depósitos de carbón o suciedad, límpielos con un spray especial para sistemas hidráulicos.
6. Lave las piezas con limpiador de frenos o gasolina de alto octanaje y séquelas con aire comprimido.

Compruebe el juego de los pistones: incluso una discrepancia mínima de más de 0,1 mm indica desgaste en la carcasa.

5. Instalación del kit de reparación

1. Tome las juntas del kit de reparación BMW VANOS , están fabricadas con caucho fluorado Viton, que puede soportar temperaturas de hasta 250 °C.
2. Lubrique los nuevos anillos con una fina capa de aceite de motor para evitar que se atasquen durante la instalación.
3. Instale las juntas en las ranuras, asegurándose de que no estén torcidas.
4. Vuelva a colocar los anillos guía que estabilizan la carrera del pistón.
5. Instale nuevas juntas de la carcasa y la cubierta del VANOS.
6. Si el kit contiene tornillos nuevos, utilícelos, ya que los antiguos pueden estar estirados.

Importante: no aplique sellador a los canales hidráulicos, ya que esto obstruirá el sistema de aceite.

6. Montaje de la unidad hidráulica VANOS

1. Instale los pistones en los cilindros correspondientes y compruebe con la mano que el movimiento sea suave.
2. Si el movimiento es rígido, retírelos y compruebe el ajuste de las juntas.
3. Cubra la carcasa con la tapa y apriete los pernos en cruz con un par de 10-12 N·m.
4. Conecte los solenoides y compruebe la integridad de los anillos de sellado situados debajo de ellos.
5. Instale la unidad en la culata y apriete los pernos con un par de 25-28 N·m.

Antes del montaje final, compruebe que la cadena de distribución esté correctamente colocada, ya que incluso un solo diente desalineado provocará errores de sincronización.

7. Montaje inverso del motor

1. Instale la correa o cadena de distribución, utilizando las marcas como guía.
2. Compruebe la tensión y asegúrese de que no haya holgura.
3. Instale la tapa de válvulas con una junta nueva.
4. Conecte todos los conectores y mangueras, compruebe las fijaciones.
5. Llene el motor con el tipo de aceite de motor requerido.
6. Arranque el motor y déjelo funcionar durante 10-15 minutos.

Después del arranque, es posible que se produzca un traqueteo «diésel» de corta duración; esto es normal hasta que el aceite llene completamente el bloque hidráulico.

8. Errores típicos al sustituir el kit de reparación VANOS

• instalación de juntas «en seco» sin lubricación;
• orientación incorrecta de los pistones;
• retenedores del árbol de levas olvidados (cambio de fase);
• uso de sellador en los canales de suministro de aceite;
• Tornillos de la cubierta mal apretados (fuga de aceite debido a la presión).

Si todo se hace correctamente, el VANOS volverá a funcionar a pleno rendimiento y el motor recuperará sus características de par y potencia de fábrica.

¿Cómo comprobar el rendimiento del VANOS de BMW después de la reparación?

Después de instalar el kit de reparación BMW VANOS, se recomienda realizar un diagnóstico utilizando las herramientas de diagnóstico disponibles. Compruebe que no haya errores P1519-P1523, que el ralentí sea estable sin fluctuaciones y que el cambio de fase sea suave al pisar el acelerador (visible en tiempo real en los parámetros).

Visualmente, se puede oír si hay algún ruido o «traqueteo diésel» cuando está frío. La dinámica de conducción debe ser buena, el coche debe tirar de manera uniforme, sin bajadas, y la aceleración debe ser estable.

Si todos los indicadores son normales, el sistema funciona correctamente. Por lo general, después de la reparación, el motor BMW se vuelve más silencioso, responde mejor al acelerador y recupera su elasticidad original.

Después de instalar el kit de reparación, la mayoría de los propietarios notan que el motor comienza a funcionar «más silenciosamente», desaparece la vibración al ralentí y el consumo de combustible disminuye aproximadamente entre 0,5 y 0,8 l/100 km.

Preguntas frecuentes sobre BMW VANOS

1. ¿Por qué el motor de un BMW hace ruido como un motor diésel durante el arranque en frío?
Este es uno de los síntomas más comunes de un mal funcionamiento de VANOS. Después de estar parado toda la noche, el aceite se drena del bloque hidráulico y el sistema funciona sin presión al arrancar. Las válvulas se desplazan de forma desigual, lo que provoca un ruido mecánico. Esto suele desaparecer al cabo de 5-10 segundos. Si el ruido dura más tiempo, es que las juntas han perdido completamente su estanqueidad o hay holgura en los pistones. El kit de reparación Klifex BMW VANOS elimina completamente este efecto.

2. ¿Cómo saber si el VANOS de un BMW está defectuoso?
Signos típicos:

• el motor «tira» solo a altas revoluciones;
• se notan sacudidas al acelerar;
• vibración al ralentí;
• Errores P1519-P1523 en el escáner;
• Aumento del consumo de combustible.

Si el motor ha perdido elasticidad y se comporta de forma «pesada» hasta las 3000 rpm, en el 80 % de los casos la causa es el desgaste de las juntas del VANOS.

3. ¿Qué ocurre si se conduce con un VANOS defectuoso?
Conducir con juntas dañadas provoca una caída de presión en el sistema, los árboles de levas no están sincronizados, las fases se desplazan y el motor funciona fuera de sus parámetros óptimos. Esto aumenta el consumo de combustible en 2 l/100 km, reduce la potencia en un 15-20 %, acelera el desgaste de la cadena de distribución y provoca detonaciones durante la aceleración. Según los centros de servicio de BMW, ignorar el problema puede reducir la vida útil del motor en 30-40 mil km.

4. ¿Cuánto cuesta restaurar el sistema VANOS y vale la pena repararlo?
Una unidad Double VANOS nueva cuesta entre 600 y 800 €. Un kit de reparación BMW VANOS en la tienda Klifex cuesta entre 30 y 40 $. El resultado es el mismo: la presión y el funcionamiento del sistema se restauran por completo. Si la carcasa no presenta daños mecánicos, la reparación está justificada desde el punto de vista económico. Tras una sustitución de alta calidad de las juntas, la vida útil del sistema aumenta hasta los 150 000-200 000 km.

5. ¿Puede un VANOS defectuoso provocar revoluciones inestables o el calado del motor?
Sí. Si se desplazan las fases de distribución de gas, se altera la relación aire/combustible, lo que provoca vibraciones, una caída de las revoluciones o el calado del motor. Tras reparar el VANOS, las revoluciones se estabilizan. Si las revoluciones «flotantes» persisten, compruebe la válvula de ventilación del cárter (CVV), que a menudo funciona en tándem con el VANOS y también afecta al ralentí.

6. ¿Cómo se comprueban las válvulas solenoides del VANOS?
Utilice un multímetro para medir la resistencia de la bobina, que debe ser de 7-9 ohmios. A continuación, conecte la válvula a 12 V: el pistón debe moverse suavemente, sin atascarse. Si la varilla se atasca, se puede limpiar con un limpiador de inyectores. Sin embargo, si la bobina está desgastada mecánicamente o los canales están obstruidos, es mejor sustituir la válvula.

7. ¿Qué es mejor: reparar el VANOS o sustituirlo por uno nuevo?
En 9 de cada 10 casos, la reparación es más rentable. El mecanismo en sí rara vez se desgasta; el principal problema son las juntas. Las nuevas juntas del kit de reparación BMW VANOS son resistentes a las altas temperaturas y a los aditivos agresivos del aceite, por lo que duran entre 2 y 3 veces más que las estándar. La sustitución solo es necesaria si la carcasa está agrietada o los dientes del engranaje están dañados.

8. ¿Cómo restablecer las adaptaciones del VANOS después de la reparación?
Después de sustituir las juntas, es necesario restablecer las adaptaciones en la unidad de control del motor utilizando los programas INPA, ISTA-D o Carly. Sin esto, la unidad DME puede seguir funcionando con los parámetros antiguos. Después de restablecerlas, encienda el contacto durante 30 segundos y, a continuación, arranque el motor. En un plazo de 5-10 minutos, el sistema se ajustará por sí solo a las nuevas fases.

9. ¿Qué aceite de motor es mejor utilizar para que el VANOS dure más tiempo?
Para los motores BMW M52/M54, se recomienda 5W-40 o 0W-40 con homologación BMW LL-01, y para los N52/N54, 5W-30 LL-04. El aceite de mala calidad o viejo deja depósitos en los solenoides, lo que reduce la presión y obstruye los canales. Por lo tanto, el aceite debe cambiarse cada 8-10 000 km, independientemente de las recomendaciones de «larga duración».

10. ¿Dónde comprar el kit de reparación VANOS BMW?
Los kits de reparación BMW VANOS se pueden pedir en nuestra página web https://klifex.net/collections/vanos-bmw-repair-kits. Nos especializamos en la restauración de VANOS, DISA, válvulas de calefacción, PCV y otros sistemas. Nuestros kits de reparación están fabricados con materiales que superan los estándares de fábrica en cuanto a resistencia al calor y a los productos químicos.