Ganar potencia con menor consumo es la “ecuación imposible” a la que se enfrentan los ingenieros a la hora de proyectar, desarrollar o evolucionar un motor. Tras casi dos décadas en las que los motores diésel parecían llamados a desplazar a los de gasolina, ahora estamos viviendo el resurgir de éstos, hasta el punto que muchos se preguntan si los híbridos tendrán sentido, dada su mayor complejidad.

Texto: Raymond Blancafort

El camino seguido por los motores de gasolina ha sido, en cierto modo, el mismo que ha provocado la explosión del diésel. La electrónica, la inyección directa, la distribución variable y la sobrealimentación han dado un paso decisivo para conseguir estas disminuciones de consumo, ampliadas además por los sistemas “Stop & Go”, cada vez más difundidos y que permiten un notable ahorro en el consumo urbano.

Todas estas tecnologías, y la complejidad que conllevan en la fabricación de los motores, tienen una razón de ser: la eficacia del motor. El principal problema es conseguir que el motor sea eficaz en un amplio abanico de régimen. Las cuestiones que se plantean son claras, pues es difícil conseguir un motor que nos ofrezca el mismo grado de eficacia y eficiencia a 1.000 rpm. o a 6.000 rpm. Los requerimientos de la admisión, escape, gasolina y combustión son totalmente distintos.

Ésta es una de las razones por las cuales los “eléctricos de autonomía extendida”, como el Opel Ampera, tienen una ventaja notable en cuanto a consumo, una vez las baterías han agotado su carga. Debido a que el motor convencional actúa únicamente como generador eléctrico, trabaja siempre en las mismas condiciones de carga y régimen. Así se han podido optimizar los tiempos de admisión, escape, el momento de la inyección y el encendido. El rendimiento gana notablemente en eficacia.

La cuestión es quemar completamente la mayor cantidad de combustible posible y aprovechar al máximo el calor generado, minimizando las pérdidas por rozamiento, refrigeración y escape, así como accionar los sistemas periféricos (bombas de agua, de aceite, alternador,…).

Ante la imposibilidad de conseguir la eficacia en todo momento, los ingenieros intentan encontrar un punto de equilibrio lo más ajustado posible, teniendo en cuenta la posible utilización del motor. Entre las múltiples tecnologías disponibles, hay unas que se adaptan mejor a unas necesidades y otras, a otras condiciones de trabajo.

Una de las soluciones posibles para mejorar la eficacia es adoptar ambas. Gracias a la electrónica podemos conseguir que, en determinadas condiciones, trabaje un sistema y en otras condiciones, el otro. E incluso es posible que ambos funcionen a la vez. Volkswagen y Toyota han trabajado mucho en este tema.

Toyota y la doble inyección

Los japoneses, que prefieren los coches con motor atmosférico, se han decantado por utilizar la doble inyección en lo que han dado a llamar motor D-4S. Han instalado en el mismo motor de cuatro cilindros, que emplea el Coupé GT86, dos sistemas de inyección, directa e indirecta. La electrónica decide cuál de los dos sistemas utilizar en cada momento y en algunos casos puede llegar a usar ambos a la vez. El resultado es un motor de 2 litros y 200 cv con un par máximo de 200 Nm a 6.500 rpm. La potencia se obtiene en parte porque el motor gira a un régimen muy elevado: 7.000 rpm.

VW y la doble sobrealimentación

El grupo alemán, por el contrario, ha buscado otra vía. En Europa, el tema del “downsize” prima y ello implica aunar un motor de cilindrada baja junto a la sobrealimentación. El control electrónico permite modular esta sobrealimentación y se obtienen así motores de muy bajo consumo y elevada potencia, pero sobre todo con un par muy elevado y a regímenes muy bajos. Es más, se consigue que el par máximo sea constante en un amplísimo intervalo de utilización del motor.

Los sistemas de sobrealimentación básicamente son dos: los compresores volumétricos (los hay de varios tipos) y el turbocompresor. Los primeros dan un excelente rendimiento a bajos regímenes, ya que la presión de alimentación es constante por estar ligado al régimen del motor. Los segundos son muy eficaces a altos regímenes y plena carga, debido a que la presión de alimentación va ligada a la cantidad de gases quemados que fluyen por el escape.

En el Polo GTI y el Seat Ibiza Cupra se ha optado por aunar ambos sistemas en un motor de 1,4 litros por cilindrada. El compresor volumétrico trabaja hasta las 2.400 rpm. en solitario. Desde este régimen hasta las 3.500 rpm se combinan ambos sistemas de sobrealimentación y por encima de este límite, actúa solo el turbocompresor. Tenemos así un par de 250 Nm de 1.700 a 4.500 rpm. Este par es un 20 % superior al par ofrecido por el motor Toyota 2 litros antes mencionado. Y si la potencia final es un 10 % inferior se debe a que este motor del grupo VW se queda en las 6.200 rpm. El consumo medio de este motor es del 6,4 litros.

Un sistema similar fue empleado en los 80 por Lancia para su modelo más evolucionado en rallies, el Delta S4.

Audi desconecta los cilindros

Ahora, con el Audi A3, el grupo da un nuevo paso para reducir consumos. El nuevo 1.4 TFSI tiene la base similar al del Polo GTI, pero únicamente está alimentado por un turbo. La potencia se queda en 122 cv en este caso y el par en 200 Nm, constantes entre 1.400 y 4.000 rpm. Pero el truco del motor es que la potencia se mantiene constante entre las 5.000 y 6.000 rpm, unas espectaculares prestaciones que anuncia Audi para el nuevo A3.

El consumo es muy bajo en ciudad, gracias a una artimaña: la desconexión de cilindros. Cuando se circula a baja velocidad, preferentemente en el entorno urbano, el motor produce potencia de sobras y Audi desconecta dos cilindros. No se trata de la simple desconexión porque estos cilindros dejen de recibir inyección de combustible y chispa, sino que las válvulas permanecen cerradas (las de cilindros 2 y 3) gracias a un árbol de levas deslizante en la zona de estos cilindros, de forma que tampoco hay pérdida por bombeo de aire. El sistema de acople o desacople del árbol de levas es rapidísimo entre 13 y 36 milisegundos. Este motor consume medio litro menos que el motor 1.4 TFSI normal.