Creo que me leo, con mayor o menor atención, casi todos los comunicados de prensa que envía la industria; y en especial, los que hacen referencia a la aparición de nuevos modelos, versiones, restylings y faceliftings, tanto por curiosidad personal como por deber profesional. Pero a no ser porque en uno de los últimos dicha curiosidad incluso llegó a consultar la ficha técnica que acompañaba a la noticia, cuando en realidad parecía que ésta se limitaba a un ligero cambio cosmético, no hubiese descubierto algo que llevaba gestándose varios meses y que, al menos para mí, permanecía absolutamente en el más absoluto de los secretos. Como no acababa de estar seguro de si se trataba de una auténtica novedad, o bien de uno de los más o menos habituales lapsus calami que se infiltran en dichos comunicados, obra habitual de algún becario (y en ocasiones de quien ya es bastante más veterano), empecé a escarbar por las distintas webs de las marcas posiblemente implicadas y, como la cosa iba a mayores, pasé al contacto directo con algunos responsables técnicos de los departamentos de prensa, y la noticia se acabó revelando como cierta.
Y la noticia es, ni más ni menos, que el archiconocido turbodiésel 1.6 de origen PSA/Ford ha cambiado la arquitectura de su culata, para retornar de la doble árbol con 16 válvulas a la más antigua, o clásica si se prefiere, de tipo monoárbol y dos válvulas por cilindro. Lo curioso del caso es que, sin saberlo, ya he probado (y publicado en el blog) dos veces este nuevo motor; concretamente, en los Citroën DS-3 y C-3 “99 gramos”, que han sido, junto con el Peugeot 308 CC y ahora el nuevo Citroën C4, los únicos en haber estrenado dicho nuevo motor. En cuestión de pocos meses, y ya para la primavera, tanto Ford como Mazda y Volvo estarán ya vendiendo sus coches con este motor, en sus dos variantes de turbo fijo y variable.
Pero lo más curioso del asunto es el casi secretismo con el que todas las marcas implicadas (cinco, y no son seis porque Mini ha elegido un camino aparte, como luego veremos) están llevando a cabo el paso de uno a otro motor. Aunque algo se traslucía, nadie podía imaginarse que se cambie la arquitectura de una culata y no se diga “ni pío”, claramente, en ningún comunicado; al menos hasta ahora, cuando Ford y Mazda, al comunicar datos sobre sus nuevos C-Max y Mazda3, lo han dejado caer en los textos. El truco es sencillo: no cambian las cotas ni la cilindrada, y con no poner el número de árboles de levas ni de válvulas, todo queda en una variación del índice de compresión y de los datos de potencia y par, y sus respectivos regímenes. Tan sólo he encontrado, espigando en plan retrospectivo, una noticia de Peugeot en la que se dice que el “nuevo motor mantiene su culata de ocho válvulas”. ¿Cómo que “mantiene”; pero no era desde el principio de 16 válvulas? Suena a equivocación, pues nada dice de que sea monoárbol.
Versión antigua del 1.6, con mando del doble árbol por correa y una corta cadena de un árbol a otro.
No obstante, algo me resultaba extraño, y los lectores podrán comprobarlo yendo en el blog hasta la prueba del Citroën DS-3 “99 gramos”, y echándole un vistazo al primer párrafo que va a continuación de la ficha técnica resumida. Coloco aquí una cita de dicho párrafo en la que se puede ver mi sospecha de que algo raro había: “Sea esto así, o se deba a utilizar normas de medición diferentes, es algo que me sobrepasa, pues he consultado las más diversas fuentes, e incluso las de la misma marca ofrecen datos contradictorios, según dónde se consulte (datos españoles o franceses, de catálogo, de web o de la Revue Automobile)”. Y ciertamente, en el catálogo de la Revue, que sale en el Salón de Ginebra, los Citroën DS-3 y C-3 ya venían con los datos del motor monoárbol y ocho válvulas (el DS-3 con turbo fijo y variable, y el C-3 sólo con el variable); y el 308 CC con los datos del de turbo variable, pero no de la culata. Como ningún otro dato reseñaba el cambio, pensé que en la Revue habían confundido datos con los del 1.4.
Ya que estamos en ello, vamos a coger la historia desde su inicio, cuando en una masiva conferencia de prensa conjunta de PSA y Ford celebrada en Abril de 2001, se presentó el proyecto de fabricar conjuntamente nada menos que tres familias distintas de motores diesel. Así que voy a echar mano de diversas citas de artículos que publiqué en “Autovía”, para seguir la pista a tan curiosa peripecia. Así pues, nos situamos en Abril de 2001, en la presentación de las tres familias de turbodiésel: la 1.4/1.6, la 2.0/2.2, y la del 2.7 V6. De momento, la primera en aparecer fue la más pequeña, que además es la que nos interesa, y ahí va la primera cita: “La familia de motores más pequeños se fabricará en la factoría francesa de Douvrin donde, una vez a velocidad de crucero, se producirán unos 6.000 motores/día sólo del pequeño turbodiesel; motor que nace con un planteamiento «multi-constructores» e «inter-plataformas”. Para lo cual ofrece al vano motor una interfaz del tipo plug and play; es decir, enchufar y funcionar: conexiones eléctricas, tuberías de refrigerante, aire y carburante, escape y las uniones mecánicas se acoplan a una amplia gama de coches, tanto en versión 1.4 como 1.6. Otra característica es la modularidad: más del 60% de las piezas (incluyendo bloque, cigüeñal, bielas y bombas de agua y aceite) son comunes a las dos versiones del 1.4 y a la 1.6, el cual será siempre de 16 válvulas”. Lo de “siempre” ha fallado.
Por cierto, aquí se citan dos versiones del 1.4, porque sí hubo un 1.4 de 16 válvulas. Ambos 1.4 tenían (y el 8 válvulas tiene) unas cotas de 73,7 mm de diámetro y una carrera de 82,0 mm, y 1.399 cc de cubicaje. Con 17,9:1 de compresión en el monoárbol (que no se ha tocado en diez años), y de 18,0 a 18,3:1 en el doble árbol (cifra que se repetirá en el 1.6), rinde 68/70 CV a 4.000 rpm, con 16,3 mkg de par a 1.750 rpm en el monoárbol, y 90/92 CV, también a 4.000 rpm y 20,4 mkg de par a 1.750 rpm el 16 válvulas.
Pero en Agosto de 2002, y como “Peligros de la miniaturización”, ya decíamos en un primer contacto: “Cifras en mano, la nueva versión del 1.4-HDi turbodiesel resulta atractiva: culata de doble árbol y 16 válvulas, soplada a través del correspondiente intercooler por un turbo de geometría variable. Frente a la versión monoárbol de 8 válvulas y turbo fijo, sin refrigeración del aire de admisión, se justifica plenamente ese incremento de 22 CV (desde 70 a 92), del mismo modo que el salto del par máximo de 16,3 a 20,4 mkg. Pero hay un factor que en los datos obtenidos con un motor frenado en el banco de pruebas no aparece: el tiempo de respuesta. Y nos da la impresión (que veremos si se confirma) de que aquí flojea este prometedor turbodiesel de mínima cilindrada. Al acelerar desde bajo régimen (digamos 1.500 rpm, o poco más) en marchas intermedias (de 2ª a 4ª), el tirón no llega hasta que se superan las 2.200 en 2ª y las 2.100 en 3ª y 4ª.
Esto resulta extraño en un motor que presume de tener su par máximo a 1.750 rpm. Y puede que sea cierto, porque si probamos en 5ª en ligera cuesta arriba (para que el aumento de velocidad y de régimen sea lento) se aprecia que el tirón (sin duda suave, pero perceptible) llega a 1.750/1.800 rpm. ¿Qué quiere decir esto? Pues que el aumento de presión delante de las válvulas de admisión tarda bastante en producirse. Y en las marchas cortas el régimen aumenta mientras el sistema de admisión se carga, y por ello el efecto máximo llega cuando ya se han superado las 2.000 rpm. Y es que hay que tener en cuenta la presencia del intercooler y sus conductos, cuyo volumen debe irse llenando de aire comprimido, que actúa como un colchón amortiguador. Al pisar el pedal lo que hacemos es inyectar más gasóleo, lo cual genera más gases de escape, los cuales a su vez embalan el turbo, y entonces sí tenemos, pero sólo en el inicio de todas las citadas tuberías, un aumento de presión. Pero en un motor tan pequeño, ese volumen de tuberías no es proporcional a la cilindrada, sino más grande: estrechar demasiado los conductos produciría un estrangulamiento por fricción. Así que, al miniaturizar un turbodiesel, nos encontramos con un problema que en la versión sin intercooler no se plantea”.Y en efecto, tal y como nos temíamos, la prueba a fondo nos confirmó nuestros temores.
Nueva versión monoárbol, con 8 válvulas en línea y sin escotaduras en la corona de los pistones.
Y prueba de que nuestras críticas no iban muy descaminadas es que ningún otro modelo de coche, no ya de Ford ni de Mazda, sino ni siquiera de Peugeot, llegó a montar este motor; en el propio C-3, como modelo 2005/06, apareció el propulsor 1.6-HDi de 110 CV del que inmediatamente hablaremos, aunque el 1.4 de 92 CV siguió lánguidamente en catálogo. Pero ni siquiera llegó al fin de la existencia del primitivo C-3; desapareció antes de que fuese sustituido por el actual C-3, y nunca se ha vuelto a saber de él. La aventura de este motor no hizo sino presagiar lo que ahora está ocurriendo con el motor 1.6, en cuya peripecia vamos a entrar también con un poco de historia, que se inicia en Noviembre de 2003, aunque el motor estaba ya anunciado desde el primer momento.
Curiosamente, el primer contacto lo tuvimos con este motor montado en un Mazda3, y no en un coche de PSA, ni de Ford. En tal fecha escribimos lo siguiente: “Hemos podido establecer contacto con uno de los dos únicos prototipos de Mazda-3 con motor turbodiésel 1.6-CRDT que, por el momento, ruedan por Europa. La definición técnica (y muchos componentes) de este 1.6 viene en línea directa del 1.4 doble árbol de 16 válvulas y turbo variable del Citroën C-3, cuyo comportamiento no nos dio unas sensaciones demasiado buenas; pues bien, el de este 1.6 apenas tiene nada que ver con él. En el 1.4, hasta no llegar a las 2.200 rpm no hay tirón y pese al turbo variable, el retraso en la respuesta es más que apreciable; en el nuevo 1.6, apenas hay una décimas de segundo entre meter el pie y notar el empujón, que empieza a 1.400 rpm y se hace más fuerte exactamente a 1.700 rpm”.
Hasta aquí, las citas históricas. Por lo demás, tanto en esta como en su versión de turbo fijo de 90/92 CV, este motor es sobradamente conocido, y junto con el 1.9-TDI del grupo VAG, uno de los que se ha montado en mayor cantidad de modelos. Sus cotas son de 75 mm de diámetro y 88,3 mm de carrera, para un cubicaje de 1.560 cc; en la versión más potente, con turbo variable, la compresión venía siendo de 18,0 a 18,3:1 (según marcas y años) y el rendimiento de 109/110 CV a 4.000 rpm, con un par máximo de 24,5 mkg a 1.750. Ya con turbo fijo y misma compresión, pero siempre con intercooler, baja a 90/92 CV y 21,9 mkg a 1.750 o 2.000 rpm, según unos u otros datos. Y finalmente, ya sin intercooler, todavía hay una versión comercial de 75 CV.
¿Qué es lo que acaba de ocurrir? Pues que los responsables del diseño de este ya veterano, aunque todavía moderno motor, han pensado que en esa culata había un exceso de rozamientos, que estaban perjudicando su rendimiento y consumos. Por ello han decidido dar marcha atrás, y colocarle la culata, apenas modificada, de la única versión existente del 1.4, que sigue siendo la monoárbol de toda la vida, y que está a punto de cumplir diez años de edad. En ambas culatas el mando de las válvulas, a partir de su correspondiente leva, es mediante semi-balancines apoyados sobre fulcro hidráulico, con un pequeño rodamiento de rodillos que recibe el contacto de la leva; es decir, el diseño más moderno y que menos rozamientos genera. Pero la diferencia es que en la de doble árbol hay todo lo siguiente que genera rozamientos añadidos a los de la monoárbol: el mando del árbol, en esta última, es por correa dentada, que en la doble árbol exige una corta cadena con sus dos piñones para accionar el segundo; y luego hay el doble de apoyos de los árboles (que exigen doble flujo de aceite para sí y para la articulación de sus balancines), y doble número de rodillos y guías de válvulas (16 en vez de 8). Todo ello, por muy bañado en aceite que esté, genera resistencias parásitas. Y para motores de muy pequeña cilindrada, como están demostrando desde hace años con su excelente rendimiento el 1.5-dCi de Renault y el 1.4 D-4D de Toyota, la culata monoárbol de 8 válvulas se basta y se sobra; la doble árbol y 16 válvulas del 1.3 de Fiat no por ello consigue mayores rendimientos en potencia ni mejores consumos.
El híbrido con diésel ya está aquí, para 2011.
Con ello, y aprovechando para rebajar la compresión hasta 16,0:1 (siguiendo la actual tendencia, unida a un soplado más alto, para rebajar emisiones de óxidos de nitrógeno) se consiguen ahora 115 CV a 3.600 rpm (en otros datos, 112 CV y 3.750 rpm, barajados indistintamente) y 27,5 mkg de par máximo a 1.750 rpm, que suben hasta 28,1 mkg a 2.000 rpm con la función overboost (en Mazda, dicen que 30,6 mkg); todo ello, en la versión de turbo variable. La de turbo fijo, sigue con los 92 CV de la antigua, también a 4.000 rpm, aunque algunos dicen que 3.750 rpm; en cuanto al par máximo, ese sí que sube de 21,9 a 23,5 mkg, también a 1.750 o 2.000 rpm. El problema con el que se han encontrado todas las marcas, al realizar este cambio, es cómo explicar que hayan estado durante más de siete años con una culata más cara y pesada, para acabar volviendo a la más sencilla para, encima y por si fuera poco, sacarle mejor y mayor rendimiento que a la más sofisticada.
Por ello, se ha mantenido ese perfil bajo, citando sólo compresión, cotas y cubicaje, pero sin hablar del diseño de la culata. Que la maniobra se está haciendo con discreción lo avala el que, salvo Citroën con sus C-3 y DS-3 “99 gramos” (que en nuestra prueba no resultaron muy eficaces, tal vez a causa de la aerodinámica), todavía ninguna otra marca (salvo otra vez Citroën, con el nuevo C-4) ha hablado de estar preparando la versión “eco”. Y aunque Peugeot ya tiene sus 207 “normales”, el nuevo motor de 112 CV, el “99 gramos” sigue yendo con el de 90 CV de culata doble árbol. Que no va nada mal, porque dicho coche es el más económico probado por ahora, y en versión de 109 CV también demostró, en el Volvo C-30 DRIVe, que consigue resultados muy brillantes. Bien es cierto, en ambos casos, que apoyándose en dos carrocerías de muy buena aerodinámica, cada una en su tamaño.
Y queda por aclarar lo del Mini, a lo que ya le dediqué atención en la prueba del C-3, aunque equivocando algunos conceptos. Como en la web de BMW Ibérica tienen cambiado el orden diámetro/carrera, puse las nuevas cotas como “super-cuadradas”, con 83,6/78 mm (lo que daría una cilindrada de 1.713 cc), sin pararme a calcular, cuando es al contrario (78/83,6 mm, y ahora 1.598 cc); sigue siendo de carrera larga, pero no tanto como la versión original, que mantiene las cotas 75/88,3 mm de toda la vida. Lo que sí ha hecho Mini es, aparte de seguir manteniendo la culata de 16 válvulas (salvo que haya un nuevo error y se hayan olvidado de modificar los datos) aprovechar la modificación para rebajar la compresión geométrica, que ahora es de 16,5:1 en ambas versiones, de turbo fijo o variable, y que consiguen unos resultados que, en el caso de la versión de turbo fijo, se quedan como estaban: 90 CV a 4.000 rpm y 21,9 mkg a 1.750 rpm. Por el contrario, la de turbo variable consigue una mejora similar a la de las otras marcas, con 112 CV (pero dicen que a 4.000 rpm) y un par máximo de 27,5 mkg a 1.750 rpm, sin hablar en ningún momento de overboost. Así pues, la modificación de cotas, muy pequeña (3 mm de diámetro y menos de 5 mm de carrera) y que debe ser el máximo que permite el bloque, no se aprovecha para unificar medida de pistones con el 2.0d original de BMW, pero lo que sí he leído en alguna parte es que se unifican algunos componentes entre ambos motores.
Esto es lo que se suele ver (o sea, no ver) bajo el capó, como en este Volvo.
Y hasta aquí llega la historia de un motor en el que, al cabo de casi diez años desde su presentación en sociedad, se han acabado eliminando, una tras un fracaso evidente, y la otra tras ocho años de excelentes servicios, las variantes doble árbol de 16 válvulas, para quedarse con la más sencilla y barata monoárbol de 8 válvulas. Eso sí, otros fabricantes con turbodiésel de 1,6 litros o menos (VAG, Hyundai–Kia, Fiat/Opel) siguen fieles a las 16 válvulas, pero PSA/Ford retornan junto a Renault y Toyota, que nunca las adoptaron para sus turbodiésel más pequeños. ¿Quién tiene razón? Tal vez los dos; pero ya lo iremos desenmarañando a medida que lleguen productos con las nuevas culatas y, en especial, sus versiones “eco”. Por el momento, la experiencia de los Citroën no ha sido excesivamente halagüeña, aunque podría achacarse a unos coches con un producto S.Cx de 0,65 en ambos casos; en cualquier caso, el tiempo, que es el juez definitivo, ya nos lo dirá.
Hace cosa de un mes se comentó esto en el blog vecino.
https://www.km77.com/revista/teletransporte/5074/citroen-la-primera/
Comentario de CgD, #17.
No sé hasta qué punto hace el seguimiento de las marcas, pero se lleva comentando desde tiempo inmemorial…
Feliz Navidad.
En las fichas de esta Santa Casa están bien puestos los datos de la carrera y cilindrada del motor de MINI. Debería cambiar de fuente de consulta 😉
http://www.km77.com/eli/motor/Ficha.asp?coche1=32071&coche2=28413&coche3=27526
Feliz Navidad Don Arturo.
Por fin alguien habla sobre «el cambio», jajaja!!!
Como poseedor de un Mazda3 1.6 CRTD de 2004 (con el 1.6 «original», de doble árbol, 16V…), conocía la noticia desde hace tiempo, pero no le encontraba explicación, ni tampoco la encontraba en ningún medio, pues no acertaba a encontar un artículo o reseña que hablara sobre tal cambio, del porqué del mismo, vaya.
Me alegro que por fin se arroje algo de luz al asunto, y más si esa información viene de mi admirado A. de Andrés.
Aún así, no estoy de acuerdo en uno de sus comentarios, y cito: «En el 1.4, hasta no llegar a las 2.200 rpm no hay tirón y pese al turbo variable, el retraso en la respuesta es más que apreciable; en el nuevo 1.6, apenas hay una décimas de segundo entre meter el pie y notar el empujón, que empieza a 1.400 rpm y se hace más fuerte exactamente a 1.700 rpm»
Justamente, como ya he comentado, tengo ese mismo coche con ese mismo motor (Mazda3 1.6 CRTD) y su falta de fuerza a muy bajo régimen me parece más que notable. Por debajo de 1700-1800 rpm está muerto, y hasta rebasadas las 2000 rpm no tiene ese tirón tan característico. Es, precisamente, el único «pero» que le encuentro a mi motor. De hecho, la impresión fue la misma cuando llevé un Focus de 2005 con idéntica mecánica. Y es por ello que pensé que el cambio a la culata monoárbol de 8V respondía, entre otras cosas, a mejorar esa respuesta a muy bajo régimen.
Un placer leerle, como siempre.
Saludos y felices fiestas!!
No lo he visto en el texto del Sr. AdeA, pero hay un detalle importante a valorar: la sencillez y ahorro económico que supone una culata monoárbol en lugar de una de doble árbol. Porque, a fin de cuentas, en un motor que no pasa de 4.500 rpm, ¿qué interés tiene una culata multiválvula? Más o menos, la misma que una distribución variable. Y más en el caso en el que se trata de un motor «bajo de gama» (no es un motor que tenga que lucir la imagen de la marca) diésel.
Un saludo
Creo que no hay nada escrito, ni en el artículo ni en los comentarios, sobre la «ventaja competitiva» que le atribuía creo que el Grupo Fiat (con los Alfa 156 Multijet) a la culata 4V. Decían que el inyector centrado entre las cuatro válvulas producía una ignición más regular y homogénea del spray de gasoil, al ir dirigido vertical hacia el centro de la cámara de combustión labrada en el pistón.
También puedo decir intuitivamente (no he hecho los números) que dos válvulas de admisión tienen mayor superficie de paso (alzada por circunferencia de asiento) que una grande equivalente. Por contra, ya no podría decir si hay mayor pérdida de carga con una o con dos válvulas, que es el objetivo al final.
Parece que los modernos materiales y procesos de fabricación permiten muchos compromisos en contra de lo que parece «un diseño redondo», y que efectivamente, los rozamientos y los costes son, hoy, el toro que mató a Manolete. Pero oiga, yo prefiero un V12 a 60º, que dicen que va muy redondo 😀
Hola a todos.
Yo siempre he pensado que las culatas multiválvulas en los diesel eran una moda absurda importada de los gasolinas, sobre todo porque no es tan complicado el ciclo de escape como en aquéllos.
Feliz Navidad a todos.
Saludos desde Zgz.
Las culatas multiválvulas mejoraban (mejoran) el rendimiento de los gasolina en altas.
Como los diesel tienen buenos bajos de por si, la tentación del transpalante parecía evidente:
Buenos bajos por definición en un diesel y mejoría de los altos con esta nueva culata.
Sobre el papel estaba muy bien, yo al menos así lo pensaba en su momento.
Pero en la práctica, los motores D4D y DCI lo desmienten, son agradables en bajos y en medios, y no tienen casi turbo lag (a los altos no llegan, ni falta que hace, a 120 Km/h van a dosmil y poco…..A 3.000 ya vas multable y con puntos, y a 3.500 te subastan el coche)
Al final será lo que siempre he dicho; los motores diésel, que en los últimos años habían prostituído su fiabilidad en aras de unas prestaciones-consumos brillantísimas… La renuncia a las culatas de doble árbol y 16v creo que son sólo el primer paso.
Personalmente, y mientras el coche no sea una herramienta exclusivamente de trabajo, no creo que vuelva al diésel en mi vida. Gasolina for ever! a ser posible 6 cilindros en línea.
Más sencillez constructiva,menor coste de producción y resultados prácticos similares.¿Quién gana? La cuenta de resultados del fabricante.Pura lógica.
El encanto de lo sencillo,a veces menos es más.
Hace muchos años tuve un Corsa 1200,monoarbol,8 válvulas,desarrollos de cambio muy largos.Lo tenía todo,suavidad,elasticidad,silencio de marcha,consumos muy bajos e incluso buena prestación en un uso no deportivo.Sin pasar de 3500 vueltas ya eran casi 130 de marcador.Y en caso necesario subía con facilidad hasta 6000 vueltas.
En estos tiempos de austeridad bienvenida sea la sencillez del nuevo motor PSA.
Pues lamento no recordar el foro de donde capturé hace meses esta entrada de un tal «Thema» (lo copié y pegué para poder leerlo con mas detenimiento) Hacia el ultimo tercio final habla de la misma historia que el Sr Arturo ya dejaba entrever en muchas de sus pruebas de consumo. Las 16 valvulas, sobre todo en motores diesel pequeños, no parecen estar justificadas salvo por motivos publicitario/tecnologicos, cosa que tampoco parece tener mucho sentido ya que a la inmensa mayoria de usurios, con perdon, ni les importa ni lo entienden.
Pongo el mensaje integro ya que no deja de ser interesante:
TDI 150 CV contra las cuerdas. Por Thema.
La explicación de porque el motor 1.9TDI puede dar más potencia con los mismos materiales está en la concepción de las medidas del propio motor.Donde el grupo VAG fue una pionera y fue contracorriente(luego lo explico,primero la física).
1º/SUPONDREMOS IGUALDAD DE MATERIALES EN CUALQUIER MOTOR.es decir ,el bloque es del mismo tipo de fundición,las bielas el mismo tipo de forjado,la culata la misma aleación…y esto no esta muy lejos de la realidad,ya que la tecnología sólo es competitiva a nivel de costes en una gama no muy amplia.
2º/ASUMIMOS QUE EL LÍMITE DE POTENCIA QUE SE LE PUEDE SACAR A UN MOTOR DEPENDE DE LA RESISTENCIA DE SUS MATERIALES.El límite viene dado por los ensayos de fatiga,que evidentemente depende del material (que es el mismo en todos los motores),de la intensidad de la carga alternante y del número de ciclos.
Entramos ahora con el 1,9TDI,¿qué es lo que tuvo en su época y aún tiene que marcará las tendencias y el camino?.
1º/SU CARRERA,ES UN 10%(aprox) más larga que la competencia(cuando salió).¿En que se traduce esto?.
Pues el par es fuerza por distancia , donde la distancia es la carrera del motor multiplicada por seno del ángulo girado desde el PMS,lo que se traduce que a igualdad de fuerza sobre la biela ese motor producirá un 10% más de par aproximadamente.
Pero al aumentar la carrera,hay que disminuir el diámetro,y por lo tanto con la misma fuerza de explosión se tendrá la misma presión que antes y por lo tanto la fuerza del gas será menor,ya que la fuerza sobre el pistón será,la presión del gas multiplicada por el área útil del pistón.
¿Pero no estamos hablando de un motor turbo?,no tenemos toda la presión que queremos para llenar la cámara y recuperar con creces la fuerza perdida al disminuir el área del pistón.
Hoy en día el límite dinámico de un motor,es decir cargas que puede soportar son dos:
LA FUERZA DE INERCIA QUE A PARTIR DE LAS 5000-6000RPM(según la carrera y peso de las masas alternantes) ES MAYOR QUE LA DEL GAS(explosión)en un motor atmosférico,y por lo tanto es el límite de carga sobre la muñequilla,y se produce más veces frente a una sola del gas,por esta razón en los motores de gasolina de altas prestaciones hay que hablar de carrera corta,hasta el punto de que en un F1 ultimamente ya en vez de potencia se habla de revoluciones que pueden alcanzar(sinónimo de carga alternante que pueden resistir a fatiga para el número de ciclos previsto y por lo tanto de potencia).
PERO ES QUE LAS RPM DE UN GASOLINA NO SE ENCUENTRAN LIMITADAS POR EL PROCESO DE COMBUSTIÓN COMO EN EL CASO DEL DIESEL, por eso es una tontería tener que hablar de carrera corta pues esta limitación no existe en las diesel, en un gasolina se representa en el corte y hasta hace poco los valores usuales eran de 21m/s para los materiales habitualmente usados (supuesta constante la velocidad del pistón).
2º/EL OTRO LÍMITE DINÁMICO ES LA FUERZA SOBRE LAS MUÑEQUILLAS, Y AQUÍ SI QUE SE ENCUENTRA EL LÍMITE DINÁMICO DEL DIESEL. Y su límite esta en el par por biela en función de su carrera. Aquí voy a dar ejemplos:
Un Saab 9,5 Aero tiene 10,5m.Kg por biela con una carrera de 90mm. Un Bentley continental R anda por los 11mkg y un Porche turbo anda por los 9,5m•kg a 2700rpm para 76,4 de carrera. Y que significa esto? pues que si las muñequillas del TDI soportaran la misma fuerza y fueran material que el Porche turbo se le podrían dar 180cv a 2700rpm,y a 4000rpm ya sería 265cv(250cv si se exprime como el Saab9,5),y no soportaría fuerzas mayores sobre su bancada, claro que si la cosa va firmada por Saab, es distinto de si lo firma Audi para algunos ¿No?,sobran comentarios.
Pero vamos a centrarnos en los diesel, prueba de que el límite no son las rpm fué que cuando empezaron a llegar los Td ,por ejemplo el de PSA, a pesar de ser un buen motor, si rompía lo hacia a traves del asiento de una biela. Y en este tipo de rotura, que es la mayor causa de rotura dinámica en un diesel, el VAG 1.9TDI lleva ventaja al disponer de una carrera más larga y poder generar el mismo par con menos fuerza sobre las bielas. Por eso cuando se sube la presión para recuperar parte de la fuerza del gas perdida al reducir el área del pistón, cosa que se hace fácilmente por ser un motor turbo, este motor esta en ventaja de ofrecer más cv con la misma fuerza sobre la muñequilla que es lo que limita a los diesel. De esta forma se puede decir que motor de 1.9TDI puede estar dando 150cv con la misma fuerza sobre las muñequillas que el BMW320 da 140cv.
Nota: No voy a entrar en la calidad del aceite empleado ni en el sistema de lubricación, que lo suponemos suficiente para no sucumbir en ninguno de los dos casos ante estas cargas, aunque el desarrollo del sistema de lubricación es largo y tedioso y se hace poco a poco a base de ensayos de fiabilidad, ya que a la hora de la verdad nadie se arriesga, sin ir probando las posibilidades del motor con su sistema de lubricación de forma escalonada. Ya que la fuerza que se puede ejercer sobre las muñequillas, esta directamente relacionada con la potencia que el sistema de lubricación pueda disipar, y aunque en un diesel no es tan importante como en un gasolina de altas rpm, si que hay que tener en cuenta que el sistema de lubricación debe estas preparado para disipar toda las perdidas por rozamiento, en las muñequillas especialmente sin que se alcance la temperatura de flash.
—————————————- Cambiando de tercio, y viendo su superioridad dinámica.
Nos encontramos que no todo son ventajas, ya que la mayor carrera repercute,s obre el mayor rozamiento, fuerzas de inercia, volante… Pero una vez que se ha asumido que hay que darle mayor presión para recuperar lo perdido en el área del pistón.¿Sería recomendable una culata de 4 válvulas?,pues no, porque las dos válvulas permiten respirar el un motor perfectamente hasta las rpm que alcanza un diesel. Las cuatro válvulas crean un mejor llenado de la camara, pero no mejor que lo hace un turbo de geometría variable, je, je .Es verdad que el uso de las cuatro valvulas genera unas turbulencias más uniformes en toda la camara, y el beneficio de las turbulencias es que se crean torbellinos, de forma que en el nucleo del torbellino la presión es mayor y tienen lugar el inicio de las reacciones radicálicas que por presión y temperatura dan lugar a la detonación. Pero es que la camara del TDI es pequeña, su diámetro es menor, y si quieres presión para eso ya esta el turbo, y la mayor presión de inyección que te permite hacer incluso preinyecciones para preparar la camara…y poder inyectar lo más tarde posible la cantidad de combustible, cargando el menor tiempo posible la bancada(y disminuyendo el calor generado sobre ella).De todas formas un buen diseño de la geometría de la cámara y de la cabeza del pistón no es menos importante, y puede ser más decisivo que el número de válvulas.
Y para que justificar el que no se necesitan las 4válvulas en la cámara,¿alguien a movido alguna vez un arbol de levas de un diesel con su fuertes muelles para aguantar las altas presiones en la camara?, pues imaginaros la potencia necesaria para moverlo a 4000rpm ,y esta potencia es necesaria ya sea cargas parciales como a plena carga, y es proporcional a las rpm. En un ibiza a 90Km/h se necesitaran aprox. 15cv para moverlo, de los cuales se podría ahorrar casi un 10% si le quitamos ese arbol con lo que supone en perdidas en la transmisión por correa (menor, un fallo que tuvo el motor en sus inicios, fue este, escatimar en el sistema de mando de la distribución, creo que el 150cv ahora incluso es por cadena, con los beneficios que conlleva)) y el propio arbol, de hahi que si se busca consumo mínimo no sea rentable el usar 4 válvulas por cilindro, y para potencia máxima tampoco es necesario frente a un turbo de geometría variable, donde el llenado a cualquier régimen de las 4000rpm de un diesel no le supone ningún esfuerzo. Y es a la casa suministradora del turbo a la que se le dan datos que se requieren para ese motor y ella tiene que ver si puede dar o no el producto que cumpla las especificaciones…y la responsabilidad caerá sobre el proveedor. Y no es achacable a la marca en si de forma directa, como fallo de diseño de la casa, sino del proveedor de turbos (muchas veces la colaboración es conjunta).
Por otra parte el diseño de la culata y las tensiones térmicas que en ella se producen pueden ser grandes, aunque se simplifica mucho con sólo dos válvulas, el Toledo turbo proto que corría en el Dakar le sustituyeron la culata de 4v por una de 2v, para ganar fiabilidad).
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Cambiando de tercio nuevamente, y una vez asumida la ventaja dinámica y en distribución donde también saca ventaja tanto en cargas parciales (menos perdidas en rozamientos y distribución y por lo tanto menor consumo), como a plena carga (más presión de turbo, mayor presión de inyección y por lo tanto mayor potencia).
Vamos a ver que hay cosas que no se pueden subsanar tan fácilmente, y sigue habiendo un costo por usar una carrera tan larga. La relación biela manivela debe estar entre tres y cinco aproximadamente, por lo que si se aumenta la carrera se debe aumentar la longitud de la biela convenientemente. Pero esto conlleva motores especialmente altos, que no caben el en capó motor de todos los coches. Y dudo mucho que el motor de VAG sea 4-5cm más alto que el de la competencia, por lo que ello conlleva en perdida de materiales , peso , compacidad…Aunque a falta de datos exactos sobre las longitudes de la relación biela manivela, si se puede suponer que esta relación será menor en un 10% a los otros motores de carrera más corta,¿y que desventajas trae esto?.
Pues que las fuerzas de sacudimiento en sus componentes armónicas de orden superior están multiplicadas por la inversa de esta relación, es decir están multiplicadas por la carrera y divididas por la longitud de la biela, así que vibrada algo más (ya he hablado mucho de esto en otros temas).
Por otra parte y muy importante, la componente de la fuerza sobre el pistón sobre las paredes del bloque será mayor, por lo que la fuerza de rozamiento del pistón sobre el bloque será mayor produciendo un mayor desgaste a la larga del conjunto bloque-pistón. Además del mayor ladeo por la mayor fuerza del pistón sobre el bloque, y la repercusión sobre los silentblocks que les mete en un difícil compromiso de aislar las vibraciones y contener el ladeo, cosa de las que no suelen salir airosos.
También esta el mayor par para la caja…y muchos otros detalles asociados a un motor de alta entrega de par…pero esto ya no es el motor y mejor dejarlo aquí.
Y a que se debe todo esto, pues a una estrategia clara y nueva por parte de los directivos por tener claro lo que busca el cliente, cual es su muñeco y cuales son sus necesidades.
Mientras las otras marcas, se preocupaban de hacer su motores diesel lo más próximos a un gasolina, los de Vag tenían claro que el que renuncia aun gasolina en la gama baja, es por que le da prioridad a la relación consumo/prestaciones por lo que trataron de hacer un diesel de alto rendimiento sin prioridad de suavidad que lo asemejen al gasolina en la gama baja, para el que quiera un diesel suave, están los diesel de más cilindros con carrera similar a la competencia y suavidad de marcha como el 2.5V6.
Esto además unido al desarrollo de nuevos silenblock e insonorizaciones que gozan los coches de hoy en día les ha hecho que este defecto casi no se perciba al volante respecto a los otros modelos de la competencia, y seguir conservando su superior rendimiento y posibilidad de potencia. Y creo que poco a poco las marcas generalistas irán renovando sus motores diesel por otros de menor relación diámetro/carrera en la gama baja.
De todas formas para los que digan que la solución de acortar la relación biela/carrera es una cutrería que condiciona la duración y suavidad, y que no hay nada como BMW o Mercedes, les recuerdo que los M y especialmente para los AMG se obtienen a partir de aumentar la carrera a costa de disminuir la biela, especialmente en el V8 5.5AMG,con los mismos problemas de perdida de refinamiento y suavidad y duración en proporción al motor de partida del conjunto-bloque-pistón que se puede derivar del 1.9 TDI de VAG respecto a su competencia.
Yo me entere de la noticia del paso de 16 a 8v del ese motor, a traves de un suplemento de motor de un periodico regional: Lo quise comentar en el blog, pero no lo considere oportuno.
Yo creo que el tema huele a reduccion de costes y, de rebote,les mejora el rendimiento: Y es que hubo una epoca, igual que mas atras sucedia con los gasolina, que las culatas 16v estaban de moda, y cualquier motor que presumiese de estar a la ultima debia de contar con una: recordareis tambien el motor 2.2DI de Nissan, que incluso llevaba las siglas en el porton ( igual que los opel de la misma epoca), que a pesar de llevar practicamente todas las inovaciones de la epoca, jamas fue un ejemplo de rendimiento, y aun gracias que se le acorto los desarrollos en algunas versiones.
Del casi inedito 1.4 PSA de 92 cv, me acuerdo perfectamente de la prueba ( o contacto, ahora no me acuerdo bien), en «autovia» y lo poco satisfactorio que le resulto. Tambien recuerdo que en el contacto del 1.6 en los prototipos de Mazda 3 comentaba que humeaban abundantemente por el escape.
En casa tuvimos un C-MAX equipado con este motor en version de 109 cv y la verdad es que, disquisiciones tecnicas aparte, el recurdo es muy favorable. De entrada,me sorprendio la facilidad con la que movia el C-MAX, cuya carroceria, no es precisamente ni ligera ni muy aerodinamica; en ningun momento se sentia una verddadera falta de potencia, al contrario, ademas era muy suave y fino: y los consumos, excelentes; en una utilizacion tipica de un comercial, con recorridos de todo tipo y mucho arranca-para, se solia mover siempre en los 6 y muy poco: y en los poco mas de 100.000 km que le hicimos jamas dio un problema, ni siquiera los, en otras unidades habituales, tirones y fallos de software.
Luego lo cambiamos por otro C-MAX, pero equipado con el veterano pero revisado 1.8 TDCI de origen Ford, con culata de hierro. Y, aunque iba muy bien, tenia poco ver con el 1.6.
Y es que a veces menos es mas!
Imagino que si dicen que el 1.6 crtd no habia casi tiempo de respuesta al pisar el acelerador y que humeaban un poquillo, quiere decir que llevaban una programación agresiva.
En los modelos de calle sabemos que si no es por el overboost el motor estaría ligeramente bajo de potencia a bajas rpm.
El 1.4 HDi de 92 CV tenía que ser una tortura.
Al sacar el motor 1.6 HDi con culata de 8v lo comprendí inmediatamente, no parece lógico que un motor Diesel con turbo ( sea cual sea) empiece a mostrar lo mejor de si mismo, en un rango tan corto de utilización como puede ser de 3000 a 4000 rpm como pasaba y pasa con el 16v. Y no solo es corto ese rago, si no que no tiene sentido que lo haga a tan altas revoluciones cuando se busca que consuman poco.
Es como la tontería que ha hecho VW con eliminar el 2.0 TDi CC de 110cv por un 1.6 TDi CC 16v de 105cv. Estoy seguro que por tacto y comodidad al conducir no tiene nada que ver, va mejor el 2 litros seguro.
Es un poco desconcertante este paso atras, da la impresión de que algunas tecnologías sobran para motores no muy apretados, o tal vez para todos. Es muy interesante el comentario 10, bonita divulgación ingenieril.
Igual se vuelve a poner de moda la máxima aquella que dice que un mecanismo es perfecto cuando ya no se puede simplificar mas sin que deje de funcionar.
PSA obtiene el grueso de sus ventas en Francia y España, donde su máximo rival (Renault) dispone de un motor de similar rendimiento pero de más sencillo planteamiento ¿tendrá esto algo que ver?
El próximo motor diésel 1.6 en salir será precisamente el nuevo F9M de Renault. Seguirá siendo un 8 válvulas, proporcionando 130 cv y 320 Nm de par . Así el rendimiento por litro sube respecto al 1.5 dci actual de 75 a 81cv/litro , situándose al nivel de los 2.0 dci de 16 válvulas de 160 cv.(80cv/l). Los 2.0 dci de 175 y más aún,de 180 cv, lógicamente le superan. Este próximo 1.6 dci será un buen ejemplo de lo que un diésel pequeño de 8 válvulas puede ofrecer, cumpliendo además con las más exigentes normas anticontaminantes. Sus peculiaridades vienen descritas en este vídeo. http://www.youtube.com/watch?v=afBPWhxbwbw&feature=player_embedded#!
12 Troko: Seguro que el 2.0 TDI de vag es mas agradable que el 1.6 pero es que las normas anticontaminacion mandan mucho y para el rango de potencia de 100-110 cv han preferido emplear el 1.6 que esta con un caballaje adecuado a su cubicaje que no descafeinar el 2.0 que es mas adecuado para el rango de 140 o mas cavallos, donde se le saca mas partido y practicamente con los mismos consumos y emisiones que la version de 110 cv.
Los tiempos en los que un motor rendia un cavallaje inferior en relacion a su cilindrada ya pasaron. Y vag, en tiempos, fue un buen ejemplo de esta filosofia, especialmente en gasolina. Recordemos por ejemplo el 1.8 que entre otros monto el passat o el golf mk3 que tenia una version de 90 cv, o un 1.6 con 75. Tambien Renault fue un buen ejemplo de esta filosofia; con ello sacrificaban rendimiento absoluto a cambio de elasticidad, agrado de uso y longevidad.
Rectificación al comentario 14: Pido disculpas por el error que he cometido: el motor será un 16 válvulas.
#14 @doggy: el segundo mercado más importante para PSA es China. Y estiman que será el más importante en 2015, por delante de Francia.
Un saludo
Releyendo esto, los nuevos motores 1.6 diesel de Opel y Honda han optado por culatas de 16 valvulas. !Por alguna razón que no explican sera!
Que admiración siento por ud txuchin lo que sabe …… Ud me diría cuales son las 2 o 3 empresas que hacen los motores del mundo . Para entrar en la web. Y verlos .
Estaba viendo comprar un vento con el motor tdi o un 508 con su motor hdi de 204 cv .
Deme las características de ambos así me voy informando.
Ud cree que sí le colocó el race chip (que es alemán) a motor 1.9 del vento , andando tranquilo en ruta , podré romperlo en poco tiempo? Sólo quiero unos cv adicionales para sobrepaso.