Sistemas tecnológicos marcan la tendencia de fabricar motores pequeños pero más potentes

Con los avances en los diseños de las cámaras de combustión, la inyección directa y la proliferación de los turbocargadores, ahora los motores serán de menor desplazamiento pero mayor eficiencia.

Redacción Motor

05:34 a.m. 21 de agosto del 2012

Los motores serán cada vez más pequeños pero harán mejor sus tareas, en especial los que queman gasolina, cuyo desarrollo conoce un nuevo impulso que, según expertos del más alto nivel, como el director de AMG (el departamento de carros especiales de Mercedes Benz), recibirá profundos avances en los años venideros.

A tal punto que no tendrá desventajas térmicas frente a los diésel que hoy lo superan y, probablemente, sí muchas ventajas. Viejos mitos que habían frenado el desarrollo de estas máquinas "gasolineras" se están derrumbando. Uno de ellos es el uso de las altas relaciones de compresión que antes debían evitarse por la
posibilidad de pistoneo o detonación de la mezcla y que solamente se controlaban con mayor octanaje en las gasolinas. Esta teoría revaluada era un freno claro para la producción de mayor potencia.

Con motores como los de la reciente Mazda CX5, cuya relación interna de compresión supera la cota del 13 a 1 cuando el 9,5 a 1 se consideraba el límite práctico, o el del Chevrolet Sail que acaba de salir y que acusa una rata de 10,5 a 1, se replantea este punto que es esencial en el rendimiento y eficiencia de un motor, sin necesidad de caminar por las gamas altas de los vehículos para
encontrar los cambios.

La razón esencial para perseguir este objetivo es que cuanto mayor sea la presión en la cámara en el momento de la ignición de la mezcla, mayor será la reacción del pistón contra la biela y luego contra el cigüeñal, y más torque se produce. Por consiguiente, si se quiere que un motor genere mayor potencia con la misma cilindrada, al subir esta relación se consigue de inmediato, pero siempre se dijo que después del 9,5 a 1 se necesitaban gasolinas especiales o al menos de gama "premium", por lo cual las del motor de la Mazda y otros vehículos eran consideradas propias
de una planta motriz reservada a las competencias.

Y eso. ¿Cómo logran que un motor así pueda andar con gasolina corriente? Muchas variables juegan en el proceso. Una casi fundamental es la inyección directa de la gasolina en la cámara
y no en el múltiple de admisión, que es el común denominador de los motores presentes. Esto de entrada produce un chorro de partículas frías que baja la temperatura "ambiente" del punto
máximo de compresión del pistón y así se reduce la posibilidad de detonación, que es cuando la mezcla se enciende prematuramente por el calor y antes de que salte la chispa en la bujía, lo cual genera un choque de ondas que se oye en el exterior del motor, que en el corto plazo rompe las partes de la máquina.

Además, esa gasolina se entrega con unos inyectores de múltiples
huequitos que pulverizan mucho mejor la gasolina y la ponen en
puntos donde es menos viable que se preinicie la combustión, y así se logra que el pistón llegue arriba sin detonación.

Esos inyectores ahora son piezoeléctricos, de tal manera que
abren y cierran mucho más rápido, por lo cual el momento de entrega de la gasolina es perfecto cuando el computador lo determine y pueden hacerlo en diversos momentos y de manera parcial dada su velocidad de respuesta. Es decir, secuencialmente
en el mínimo tiempo que dura la carrera de compresión. Los inyectores comunes disparan un chorro simétrico y sin esa "inteligencia".

FRASES:

En la última década, los esfuerzos y estudios se dirigieron a perfeccionar el diésel. Ahora se concentran de nuevo en
reinventar el motor de gasolina.

Los aceites más delgados y fluidos ahorran mucha energía del motor sin afectar la lubricación gracias a las tolerancias exactas
de funcionamiento de las piezas.

Los grandes motores no van a desaparecer pues hay vehículos cuyo tamaño y peso los reclaman. Pero también tendrán que ponerse en régimen de austeridad.

RECUADROS:

El torque es la clave
Antes, la potencia o los caballos máximos de un motor eran el rasero para juzgar su rendimiento. Y esto no lo sentían o veían
los conductores sino con el pedal del acelerador a fondo con el consiguiente gasto de combustible. Hoy, la potencia final es apenas una referencia porque lo que hace caminar a un auto de manera eficiente es el torque, es decir la fuerza con la cual esos
caballos mueven las ruedas. Cuanto más fuerza haya, menos acelerador se necesita y el motor camina con pleno rendimiento desde bajas revoluciones.

Para ello, se necesita que el llenado de cilindros, la rata de compresión y las dimensiones internas de la máquina estén predeterminados para una gran eficiencia a bajas y medias
revoluciones, que es la gama en la cual el motor pasa el 90 por ciento de su vida.

El CO2 es el juez
El otro elemento actual de juicio para valorar la eficiencia de un motor son los gramos de CO2 que emite por kilómetro recorrido. No es una medición que limite a los fabricantes a hacer carros con motorcitos de máquinas de coser porque los parámetros tienen en cuenta la cilindrada, la potencia y el torque logrados y su aplicación
en la marcha del vehículo.

Por eso, los motores de gran potencia como los de Porsche
o Ferrari, a pesar de su alta cilindrada y potencia, son altamente
limpios por la proporción de CO2 que generan con respecto a su rendimiento. En países que tienen políticas ambientales serias -no
es el caso de Colombia- el gobierno entrega bonos sobre los precios de los carros a los compradores que optan por vehículos de baja producción de CO2, tema que no solamente genera investigación y desarrollo en los motores sino también conciencia ambiental entre la gente, a la cual se le premia su decisión más
ecológica en el momento de comprar.

Otras víctimas de la temperatura elevada en las cámaras son los materiales mismos de los elementos, en especial de los pistones,
que son de aleaciones livianas y se derriten y deforman fácilmente cuando se recalientan causando estragos, y también las culatas de aluminio. Hoy se aplican capas cerámicas a estas partes y llevan determinadas formas en la cabeza de compresión que las hacen más resistentes al calor y se fabrican con procedimientos
que les dan mayor contextura, como la forja en vez del fundido por vaciado en una coquilla.

Pero todo esto tiene indefectiblemente un límite mecánico y hay todavía otros recursos para lograr este funcionamiento en las relaciones de compresión elevadas, que antes nunca habían aparecido dentro del control del motor pues los parámetros de chispa y mezcla siempre fueron mecánicos y fijos. La electrónica ahora permite hacer toda suerte de combinaciones y análisis inmediatos de la marcha del motor, para ajustarlo a las necesidades de cada momento de su marcha con programas específicos muy inteligentes.

Sin la electrónica, los motores de hoy habrían sido condenados a la chatarra porque serían incapaces de cumplir con las normas
ambientales, que son cada vez más severas. Pero gracias a todos los avances, los fabricantes están entregando máquinas cuyas emisiones están por debajo de lo que van a exigir las normas
en el futuro.

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