En los comentarios a la prueba del Mazda6 2.0G con motor de gasolina fueron apareciendo una serie de temas muy interesantes, algunos de los cuales ya habían sido tocados, más o menos de pasada, tanto en entradas mías como en los subsiguientes diálogos. Son cuestiones que están bastante entrelazadas entre sí, pero que quizás nunca habíamos comentado de un modo ordenado, sino un poco a salto de mata. De modo que, según los iba leyendo, me fui afirmando en lo interesante que podría ser tratar de todo ello en conjunto y de su interrelación. Aunque no estaba muy claro cual podría ser el orden lógico, me permití elegir el que expongo a continuación, para ir desgranando los temas uno tras otro, y cerrar con alguna aportación que no había surgido en el coloquio.
Los temas a tratar los cito a continuación de corrido antes de entrar en su comentario, para evitar que alguien pudiese creer, ya que todos están interrelacionados, que alguno se iba a quedar en el tintero. No obstante, es evidente que esta entrada, y el coloquio que pueda surgir con motivo de la misma, no van a agotar los temas, ni mucho menos; esto es como lo del “eterno retorno”, y dentro de un tiempo, quizás con las novedades que nos pueda ir aportando la tecnología, seguirán vivitos y coleando. Así pues, ahí va el enunciado de los asuntos que voy a plantear: similitudes entre modelos de distintas marcas; el antiguo motor 2.0-16v de Opel; el cambio de la gasolina “con” a la de “sin” plomo, y sus consecuencias; complicaciones y averías de los sistemas anticontaminación; la miniaturización y su prima la sobrealimentación; de nuevo ésta, el índice de compresión y la presión específica media; el motor Mazda 2.0G; el 2.2D de la misma marca; y para cerrar (aunque no del todo), el eterno dilema entre gasolina y gasóleo.
Se organizó cierto revuelo con lo que dije respecto a los bastidores del nuevo Mazda6 y del ya no tan nuevo Mondeo; para echarle condimento a la comidilla, algunos comentaristas prefirieron no leer bien, y sacar la conclusión de que yo decía que ambos eran el mismo. Pero la realidad es muy testaruda, y lo que yo escribí era exactamente esto: “…y es más que probable que todavía haya muchas similitudes entre los actuales. Las marcas tienden a exagerar las diferencias y a minimizar las similitudes”. Uno de los comentaristas, muy acertadamente, indica que el nuevo bastidor de Mazda (llámese SkyActive o como quiera), es familia del estrenado en el CX-5, y lleva McPherson delante en vez del doble triángulo superpuesto del anterior Mazda6. Cierto, y como la suspensión trasera sigue con el mismo diseño en todos estos coches, pero ahora todos llevan McPherson delante, razón de más para sospechar (no afirmar) que todavía hay más parecido ahora que antes.
No sé si algunos de Vds tendrán acceso habitual a las carpetas y dossieres que nos envían a la prensa, y de las que algunos entresacamos (y otros copian textualmente) las informaciones que luego publicamos. Y tras muchos años de manejar dichos dossieres, la conclusión es la arriba señalada: un profundo escepticismo en el tema de similitudes y diferencias. Sin salir de estas dos marcas, tardé años en descubrir que los motores de cuatro cilindros de gasolina de Ford eran, en realidad, de diseño Mazda. En cuanto al turbodiésel 1.6D que denominamos PSA/Ford (y que incluye, o al menos incluyó a Volvo, Mazda y BMW/Mini), en las carpetas de cada marca se han hartado de decir aquello de “nuestros ingenieros han hecho o mejorado esto y lo otro”, cuando el motor es idéntico; o lo era hasta hace bien poco, cuando el del Mini ya se apartó de los demás, conservando la culata de doble árbol y las 16 válvulas.
Y saltando a otro tema que también apareció, el de los antiguos motores Opel 2.0/2.2 que eran un poco “lechuzas” por el aceite que se bebían, tenemos el testimonio de un comentarista (Sisu) que viene a coincidir con lo que yo escribí: que también en estos motores, y no sólo en los 1.5/1.7, había influencia de Isuzu (lo que no es de extrañar, pues por entonces G.M. tenía una buena participación accionarial en Isuzu). Según la aportación de Sisu, el influjo japonés era de “asesoramiento”, que no deja de ser un elegante eufemismo para referirse a diseño. Y saltando a la fase actual, de los turbodiésel que empezaron siendo clarísimamente Fiat, ¿no resulta más que curioso que GM Powertrain siga manteniendo un importante departamento en Turín? No digo que no tengan otro en Rüsselsheim, pero el de Turín sigue allí, por más que la unión entre ambos “Powertrain” (Fiat y GM) está disuelta desde hace tiempo. Y también parece que Fiat tiene un próximo lanzamiento: un totalmente renovado 1.6-TD, que ni afirmo ni dejo de afirmar que tenga mucho, poco o nada que ver con el que ya tiene a punto de comercializar Opel (en España, pues por ahí ya anda funcionando).
En estos temas de las “joint-ventures” que se deshacen, los flecos que quedan sueltos suelen durar años y años, porque hay que seguir fabricando, y el sustituto no se improvisa así como así. Y eso si es que interesa sacar algo nuevo, y no seguir, con perfil bajo, haciendo los dos lo mismo, pero cada cual por su lado. De todos modos, las nuevas técnicas de modularidad en todo tipo de producción, ya sea de mecánica o de carrocería, le ha quitado mucha importancia al tema de los parecidos, puesto que cada vez es más fácil hacer “híbridos”, mientras que años atrás los procesos eran mucho más rígidos, y o era todo igual, o todo distinto.
Y para acabar con Opel, volvamos al recuerdo del legendario motor 2.0 16V, montado en el Kadett GSi (de línea bastante aerodinámica), cuya versión sin catalizar de 156 CV a 6.000 rpm, con un par máximo de 20,7 mkg, constituyó durante mucho tiempo el “top” en su cilindrada; más o menos a la par con los mucho más selectos (por los coches en que se montaban) 2.3 del BMW M3 y del Mercedes E-16V. Y era un motor sin más complicación que una buena culata (diseñada por un ingeniero “importado” del preparador Alpina), una inyección Motronic, una compresión de 10,5:1, y nada de variadores de fase en los árboles de levas. Recuerdo que lo cronometré a más de 220 km/h reales (media de sentidos inversos), y que realicé, acompañado por mi media naranja, un viaje de fin de semana por el Norte de España, conduciendo a muy buen ritmo. Y forzosamente, porque en el verano del 1988 por aquella zona no había muchas autovías, y el recorrido fue salir de Madrid, comer en S.Sebastián, dormir en Santander, comer en Oviedo y volver el domingo, ya por la noche, a Madrid. El consumo, justo por debajo de 7,5 l/100 km, si mal no recuerdo.
Un participante en el coloquio (Kontaminadorr) se pregunta: ¿y cómo pasaría este motor los actuales ciclos de homologación? Pues está claro que “palmaría” en el urbano (en emisiones, que no en consumo) por la arrancada en frío, y que daría un resultado excelente en el extraurbano. No creo que haya muchos motores modernos de esta cilindrada, con bloque de aluminio y variadores de fase en la distribución, que montados ambos en coches similares (peso, desarrollo y aerodinámica), diesen mejor resultado en carretera, una vez con el motor caliente uno y otro. Pero son esos “cinco minutos críticos” de la arrancada en frío (de ahí el lema de esta entrada), lo que marca la diferencia entre los tiempos de la antigua norma 15.04, la gasolina con plomo, e incluso el carburador, y los actuales de la “sin plomo” y el catalizador, por no hablar del filtro de partículas y la “trampa de NOx”. Un cambio sobre el que otro participante (Puntatacon) me pide que cuente algo, siendo su sugerencia una de las razones de esta entrada, de contenido muy variado, pero girando siempre sobre un eje común.
Ciertamente, el cambio al catalizador le cogió mucho mejor a unas marcas que a otras; en términos muy generales, mejor a las germánicas y peor a las mediterráneas. Ventajas, entre otras, de tener a Bosch más cerca de casa. Por ejemplo, el motor de 903 cc del Fiat/Seat 127 era una maravilla de economía, con su sencillo carburador monocuerpo; y en cuanto entró en liza el catalizador, y aquellos carburadores “pilotados”, que no eran ni carne ni pescado, todo se fue al traste . Tampoco a Renault le sentó demasiado bien el cambio, y todas las marcas francesas e italianas tardaron años en recuperarse; pero todo esto es ya historia, y sobre lo de los “cinco minutos” volveremos más al final.
En cuanto al caso concreto de la complicación y las averías que se derivan de ella, debidas a los sistemas anticontaminantes, ya se ha hablado aquí, y en multitud de foros, hasta la saciedad: catalizadores, filtros, trampas, multi-inyecciones, post-inyecciones, EGR y vaya Vd a saber lo que nos falta por ver; todo a cuento de los dichosos cinco minutos críticos. Al respecto no tengo que decir más que dos cosas: una, que sin duda son indispensables si se quiere cumplir la legislación vigente y futura (otra cosa sería discutir lo razonable de dicha legislación); y la otra, que mi teoría de siempre (no para esto, sino para todo) es que lo único que tiene plena garantía de no averiarse es lo que no va montado en el coche. Así de sencillo, aunque no pase de ser una evidente perogrullada; pero los anglosajones tienen un aforismo que viene a coincidir con ella: “keep it simple”; o sea, procura mantenerlo sencillo. Aunque para no extralimitarse habría que añadir, “lo más sencillo posible”; y en ese “posible” está el nudo gordiano de todo este asunto.
Lo cual nos lleva de la mano al asunto siguiente, que es el de la miniaturización de las mecánicas; y de rebote, al de la sobrealimentación, casi imprescindible para compensar la anterior. Y ya tenemos un nuevo factor de complicación, que varios de los comentaristas han denunciado: turbos, válvulas de descarga, intercoolers (por agua o aire), tiempos de respuesta, y tuberías a montón (que a veces se sueltan, y te quedas con un mal atmosférico). Pero no voy a entrar a fondo en el tema, porque se da la casualidad de que hace cuatro días, y en la prueba dedicada a nuestro desafortunado Clio 0.9-Tce, ya le dediqué una buena parrafada al asunto de la miniaturización y a su problema básico: sobrecarga sobre las piezas básicas del equipo móvil del motor.
Con lo cual podemos pasar al siguiente tema (propuesto por L.A.), que es prácticamente el mismo, sólo que visto desde otro ángulo: relación geométrica de compresión y su correlación con la fiabilidad y longevidad de la mecánica. Dos comentarios (de Victor y Valmhö) ya centraron bastante bien el tema, trayendo a colación el concepto de presión específica media; pero metidos en el lío, vamos a extendernos un poco más. Analizaremos a la inversa el fenómeno de la transformación de la energía calorífica en mecánica, empezando por el final, y buscando sus causas y condicionantes. El momento clave es cuando, sea el motor de gasolina o diésel, atmosférico o sobrealimentado, en la cámara de explosión la mezcla de aire y combustible se inflama, aumenta de volumen y temperatura, y por una parte impulsa el pistón hacia abajo (o más exactamente contra el cigüeñal), y por otra transmite calor a la culata y el bloque, que es necesario evacuar mediante el sistema de refrigeración.
Ahora bien, la violencia física de esa “patada” contra el pistón, y la cantidad de calor a evacuar, ¿a qué se deben? Pues a la cantidad de combustible que se quema, condicionada a su vez por la presión y temperatura a la que se encuentra en el momento de entrar en combustión. La cantidad de combustible, a su vez, está condicionada por la cantidad de oxígeno disponible para quemarla, que está en razón directa a la cantidad de aire (en masa, porque el volumen de un gas es variable) que hemos conseguido introducir en la cámara de explosión. En el caso de un motor de gasolina, y con una variación porcentual pequeña, la relación entre aire y combustible es constante, condicionada por la exigencia estequiométrica de que a cada molécula de gasolina le corresponda la adecuada cantidad de oxígeno para una combustión perfecta. Por el contrario, en el diésel no hay problemas con la mezcla “pobre”, sino muy al contrario: es garantía de un escape limpio. Pero si queremos una explosión fuerte, también podemos aproximarnos a su límite estequiométrico; pero si lo superamos, empezaremos a echar humo por el tubo de escape, tirando gasóleo parcialmente quemado.
O sea que la clave de la potencia, o más exactamente del par generado a cada régimen de funcionamiento, depende de la cantidad de aire que seamos capaces de introducir en la cámara: a más aire, más combustible y, por lo tanto, más par. Dando por hecho de que el sistema de inyección (olvidémonos del carburador y del señor Venturi) mete la cantidad justa de combustible: de acuerdo, por un lado, con la cantidad de aire introducido (en gasolina), y con esta cantidad y la exigencia del pedal del acelerador (en el diésel). Aquí entran en juego elementos propios del motor, como la “permeabilidad” de los conductos de culata, el tamaño de las válvulas, su alzada y su diagrama de apertura y cierre, y el mayor o menor estrangulamiento que suponga el sistema de escape, y también el filtro de aire. Dejemos al margen, para no complicar las cosas, la ayuda que pueden suponer los fenómenos de resonancia, ya sea en la admisión o el escape.
Pero hay un factor inicial: la presión, y también la temperatura, reinantes en el múltiple de admisión en el momento en el que la válvula de admisión se abre y el pistón baja, creando una depresión que debe ser llenada de aire (o mezcla) en función de dicha presión exterior. En un motor de los llamados “atmosféricos” la cosa está clara: dicha presión, y casi también la temperatura (haciendo caso omiso de lo poco que el aire se pueda calentar en centésimas de segundo al entrar en contacto con la culata caliente), son las atmosféricas. Pero la presión eficaz de llenado irá disminuyendo a partir de cierto régimen (el de par máximo), debido a la restricción del filtro, los conductos de admisión y el estrangulamiento del paso entre válvula y asiento. Tras del mejor o peor llenado, el pistón procede a comprimir ese aire o mezcla (que se calientan), y a continuación viene la combustión, y ya hemos llegado al inicio de todo este asunto.
En un diésel atmosférico, el llenado de aire es siempre más que sobrado, prácticamente libre, ya que es imprescindible que la temperatura en la cámara sea lo bastante alta como para que el gasóleo (sea poco o mucho) se inflame espontáneamente al ser inyectado. En el motor de gasolina la cosa, es distinta, al tener que mantener casi fija la relación entre las cantidades de aire y combustible: con el pedal mandamos una mariposa que dosifica la entrada de aire, y luego el sistema de inyección mide esa cantidad, e inyecta la proporcional de gasolina. Pero en ambos ciclos encontramos un límite: nunca podremos meter más aire que el autorizado por la combinación de presión atmosférica y diagrama de distribución.
Ahora bien, el motor ni sabe ni le importa si el aire que entra es a presión atmosférica o no (al margen de que ésta varía con la altitud, y en un puerto de montaña tenemos menos par disponible). Así que a la inventiva humana pronto se le ocurrió un truco: ¿y si al motor lo engañamos, y lo cebamos con aire lo mismo que se hace con una oca para que su hígado se convierta en foie-gras? Esta es la idea subyacente en la sobrealimentación: en un principio pensada para compensar, en los motores de aviación, la pérdida de carga debida a la altitud. Pero inmediatamente, de cara a la competición, se pensó en utilizarla no ya para compensar una pérdida, sino para ganar par (y con ello potencia). Y finalmente vino la miniaturización: consigamos el mismo rendimiento del atmosférico grande utilizando un motor sobrealimentado pero más pequeño, con menos pérdidas por rozamientos.
Ahora bien, al comprimir el aire atmosférico, éste se calienta, y si desde el turbo o el compresor lo dirigimos directamente a la admisión, entrará en la cámara más caliente que a temperatura atmosférica; por lo cual, con la posterior compresión por el pistón, la temperatura aumentará todavía más y, en ciclo Otto, tendremos riesgo de detonación espontánea. Por ello, los antiguos motores sobrealimentados utilizaban índices de compresión geométrica muy bajos (entre 6,5:1 y 8:1), para promediar las dos fases de calentamiento por compresión. Nueva idea genial: el intercooler; comprimimos con turbo o volumétrico, pero luego hacemos pasar ese aire caliente por un radiador en el que, por contacto –chapa de por medio- con aire atmosférico o con agua, le bajamos la temperatura y con ello, su densidad. De este modo metemos mayor masa de aire en el cilindro (más par), pero a una temperatura que no nos cause problemas. O bien, para conseguir un determinado par a la salida del cigüeñal, tenemos el beneficio (común para ambos ciclos) de que, al meter un aire más fresco, el esfuerzo para comprimirlo por segunda vez con el pistón es menor, y roba menos potencia.
Casi todo lo anterior se refiere a buscar el máximo par a cada régimen concreto; pero la utilización real exige mucha más flexibilidad: la mayor parte del tiempo un motor se maneja a carga parcial, incluso en las marchas intermedias, que en teoría son para tener el mayor empuje posible. Y el par real que buscamos se obtiene por la conjunción de varios factores: la presión atmosférica (o la generada por el conjunto turbo/intercooler), la compresión geométrica del motor, y la posición del pedal del acelerador, que en un caso gradúa el aire mediante la mariposa, y en otra, la cantidad de gasóleo a inyectar. Y esa masa total de aire, a la presión y temperatura resultantes del conjunto de dichos factores, es la que se mezcla con el combustible y genera una explosión más o menos violenta.
Al pistón no le importa si esa “patada” que le pegan los gases se debe a poca o mucha presión de aire a la entrada de las válvulas, ni a qué temperatura está, ni el índice de compresión geométrica; lo único que le importa es el empujón que debe transmitir al bulón, éste a la biela, y ésta al cigüeñal. Y esa patada es la que, haciendo un cálculo en base a la cilindrada del motor, se llama “presión específica media”; que es la que, de ser constante, generaría a lo largo de toda la carrera de expansión el mismo par. En general, se habla de dicha presión en su valor máximo, como para el par; a carga parcial, ambos disminuyen en la misma proporción. A efectos prácticos, lo que medimos es el par, y de ahí deducimos ese valor teórico que es la presión específica media. Y a partir de ahora, hablaremos exclusivamente de par, que el que tiene una auténtica realidad física.
Tanto dicha presión específica, como el mismo concepto de potencia, son elaboraciones físico-matemáticas, pero la única realidad física es el par motor que entrega el cigüeñal en cada momento, ya sea a carga parcial o total. De manera que el esfuerzo al que se ven sometidas las piezas del equipo móvil de un motor se debe a una multiplicidad de factores, de los que el índice compresión no es más que uno de ellos. De hecho, en un motor sobrealimentado, el índice de compresión es más bajo que en un atmosférico, pero por la acción conjunta del turbo y del intercooler, el esfuerzo final llega a ser mayor; de lo contrario, no habría más par ni más potencia. A fin de cuentas, con o sin turbo, y si se quiere obtener el máximo par, se trata de trabajar, en gasolina, al límite de la detonación. De cara al mejor consumo es casi lo mismo, sólo que se debe empobrecer ligeramente la mezcla, para asegurarse de se quema bien todo el combustible, aunque sobre un poquito de oxígeno; para máximo par es al contrario: hay que aprovechar todo el oxígeno, al precio de una mezcla ligeramente rica. Y la razón es que meter un poco más de combustible siempre es posible, sobre todo con las inyecciones de gestión electrónica, pero meter más aire es imposible en régimen atmosférico; y tan sólo modificando la gestión, si es con turbo.
Así pues, el límite de la detonación no depende sólo del índice de compresión ni del soplado del turbo, si lo hubiese, sino de la temperatura a la que entre el aire en la cámara (también influyen la atmosférica y el intercooler); temperatura que luego subirá drásticamente, al ser comprimida por el pistón. Si previamente hemos enfriado el aire en el intercooler, haciéndolo a su vez más denso, podemos meter más aire, y más fresco, que directamente desde el turbo. Por ello, el conjunto de turbo (o compresor) más intercooler permite conseguir más par, y por tanto, más potencia; pero al precio, eso sí, de unos esfuerzos mecánicos más elevados.
Por ello, esa compresión de 14:1 de la que presume Mazda para su motor de gasolina hay que ponerla en cuarentena, puesto que no es en un motor con distribución fija, sino con variadores de fase tanto en admisión como en escape. Y tal y como sospecha un comunicante, en la zona de bajo y medio régimen, hasta sobrepasar el de par máximo, es indudable que trabaja en un ciclo Atkinson o Miller más menos acusado. El motor del Prius, que está reconocido como de ciclo Atkinson, tiene una compresión de 13:1, así que con 14:1, si es blanco y en botella, lo más seguro es que sea leche. Lo que ocurre es que cuando los señores Miller y Atkinson plantearon sus ciclos, todavía no existían las distribuciones variables, por lo que dichos motores tenían un rendimiento muy bueno térmicamente, pero muy bajo en par, ya que su cilindrada eficaz era muy inferior a la geométrica, debido al enorme retraso al cierre de admisión.
Pero con la distribución doblemente variable se tienen dos motores en uno; en el caso de Mazda incluso tres, ya que en el CX-5 este motor tiene el mismo par máximo de 21,4 mkg y al mismo régimen de 4.000 rpm; pero su potencia a 6.000 rpm pasa de 145 a 165 CV, ya que es un vehículo más pesado, con mayor sección frontal y para más carga, y hace falta tener más empuje llegado el momento de poner toda la carne en el asador. Así que, variando las fases de la distribución, a 6.000 rpm pasamos de 17,3 mkg en el Mazda 6, a 19,6 mkg en el CX-5, con muy poca pérdida respecto al par máximo; y es posible que ahí sí se le esté sacando todo el partido a la compresión de 14:1. Y esta es la razón de que este motor tenga tan buen consumo, ya que como intuye “Pragmático”, el coche consume poco de por sí, combinando su peso, aerodinámica e incluso desarrollos, pero partiendo de la base de un motor con un excelente rendimiento térmico en todo momento.
Y quizás por ello, y aunque en Mazda se empeñan en darle mucho mérito a su 2.2D SkyActive, el resultado de las pruebas parece indicar que es el motor de gasolina el que consigue un mayor salto cuantitativo y hasta cualitativo en rendimiento. Al fin y al cabo, el turbodiésel compensa con sus dos turbos de geometría fija (pequeño y grande), y su intercooler, el déficit de rendimiento de una compresión tan baja para su ciclo: se acaba metiendo en la cámara la misma cantidad de aire, y a una temperatura más o menos equivalente, con un soplado más alto, que con una compresión de 16:1 y un soplado más suave. Ahora bien, es posible y hasta muy probable que la compresión más baja tenga ventajas de cara a suavidad de funcionamiento y arrancada al hacer Stop/Start, y en generación de NOx a carga parcial, lo cual le permite cumplir Euro-6 sin recurrir a la “trampa” para dichos óxidos; pero a cambio de un sistema de postcombustión para quemar hollín que da lugar al problema de que ya se ha tratado en el blog de Javier Moltó y en la prueba aquí publicada hace bien poco. En cuanto a la varilla del nivel de aceite, un astuto comentarista me pregunta que por qué no la había mirado, por lo del nivel. La respuesta es sencilla: porque la prueba estaba realizada varias semanas antes de aparecer el asunto en el blog de Javier; incluso creo que la envié a km77 unos días antes de leer en el blog todo el asunto, del que no tenía ni idea. Miré el nivel como lo hago en todos los coches de pruebas (como las presiones de inflado); pero nada más.
En cuanto a la discusión diésel contra gasolina, cada cual tiene sus opiniones y sus razones, que mantendrá pase lo que pase. Desde el que califica a los modernos turbodiésel de “calamar”, como si fuesen un Matacás o un Barreiros de hace medio siglo, hasta los partidarios del par por encima de todo (y de la economía, sumando el menor gasto en l/100 km con el precio más bajo del litro de gasóleo). Pero también hay motores de gasolina mal regulados que van dejando olor a estación de servicio, aunque en este caso los gases apenas se ven; e inversamente, la curva de par de los modernos turbo de gasolina empieza por abajo igual que la de un diésel, pero con 2.0000 rpm más por arriba. Así que hay argumentos para los dos bandos, y me cuidaré muy mucho de meterme en semejante jardín; doy fe de que ambos tienen argumentos, y me retiro. Es como lo del placer de tener que cambiar mucho o poco, con un gasolina atmosférico; lo curioso es que en el coloquio a nadie se le ha ocurrido citar la solución que, desde hace ya varios años, deshace de un tajo este nudo gordiano: el cambio de doble embrague, y más cuando lleva levas al volante.
Ya le hemos dado un buen repaso a la termodinámica del motor de combustión; pero volvamos a lo de la indudable, compleja y en ocasiones no muy fiable proliferación de dispositivos para reducir las emisiones de los motores actuales. Motores que, por cierto, con o sin turbo, pero con distribución y colectores de admisión variables, válvulas y conductos que produce torbellinos de eje axial o transversal, encendidos de bobina por cilindro, e inyección (que en algunos motores ya es directa e indirecta simultáneamente), tienen una limpieza de emisiones excelente, una vez que han alcanzado su temperatura normal de funcionamiento. Porque todos esos complicados archiperres que se le añaden son para los primeros y críticos cinco minutos de funcionamiento; y eso en Suecia, porque en Écija, con menos de tres minutos ya está el motor a sus 90/95 grados.
Y aunque los catalizadores modernos son algo más flexibles que los primeros, que debían trabajar con mezcla estequiométrica so pena de destrucción casi inmediata (o al menos, eso nos decían), los actuales motores de gasolina siguen sin tener la posibilidad de, a velocidad de crucero y carga parcial, trabajar con una mezcla claramente pobre como la que daba lugar a consumos como los del antes recordado Kadett 2.0-16V. El resultado es que, para emitir, durante los primeros cinco minutos de utilización tras de cada parada prolongada (dos veces al día o más bien vez y media), menos CO, NOx, HC y hollín, estamos consumiendo más combustible, y por tanto emitiendo más CO2, durante todo el resto de la utilización del coche. ¿Qué es más dañino? Supongo que depende del tipo de utilización del coche, y del promedio de la longitud de recorridos de cada usuario, y del tiempo muerto entre ellos. Y en las zonas urbanas muy densas el problema es mayor; aunque bien es cierto que, con las ciudades-dormitorio situadas en la periferia, la arrancada en frío matutina (la más peligrosa) se realiza fuera de la almendra central del casco urbano.
Y por otra parte, cada cual ve la contaminación como generadora de peligros diferentes. Los preocupados por la salud humana atacan al diésel, supuestamente generador de más material cancerígeno; y las más ecologistas se preocupan más bien por el CO2, por aquello del efecto invernadero. En cualquier caso, ya he dicho en más de una ocasión que las normas de homologación, en principio de consumo, son más bien de emisiones; esto se consigue fácilmente, poniendo los gramos de CO2 tras de las tres cifras de consumo, cuando el realidad los gramos van en razón directa con el consumo combinado (bien es verdad que con una ligera diferencia en función de si se trata de gasolina o gasóleo). La cuestión es que se trata de una normativa que parece hecha mucho más para taxistas que para automovilistas serios, entendiendo por tales los que no cogen el coche para un recorrido de tres kilómetros dos veces diarias todos los días (que los hay, por supuesto).
Y lo más curioso es que luego esto se controla, al menos en nuestro país, en unas ITVs donde la medición consiste en acelerar el motor en vacío hasta medio régimen, y encima cuando ya has llegado con el motor caliente; luego no tiene nada que ver con la situación que intenta representar el ciclo urbano, el más generador de emisiones que no sean de CO2. Vamos, lo que no se hace ni para arrancar en primera; si al menos la prueba se hiciese en banco de rodillos y a plena carga al régimen de par máximo durante un corto momento, sí sería bastante más representativo de lo que emite o deja de emitir ese motor en su utilización real.
Y para cerrar, una pregunta que me viene asaltando, de modo intermitente, durante varios años: ¿por qué la industria ha dejado de hablar, y de seguir investigando (que se sepa) con los motores de gasolina de mezcla pobre? Entre hace 10 a 15 años, hubo un par de motores de cilindrada 1.8 que daban unos consumos francamente interesantes: el Mitsubishi 1.8-GDi (montado en un Carisma) y el Ford 1.8.SCi (montado en un Mondeo). Este último rendía 130 CV y empujaba estupendamente, y el del Mitsubishi creo que daba 125 CV, si mal no recuerdo; pero esto es lo de menos. Quizás la senda de la miniaturización, acompañada de la casi imprescindible sobrealimentación, les ha cortado el camino. Mientras tanto, seguiremos esperando (y llevamos ya unos cuantos años) que el ciclo Diesotto que está estudiando Mercedes empiece a pasar del laboratorio a la producción, aunque de momento fuese en series restringidas, como casi todas las novedades.
La producción de petróleo ya está en declive y la demanda de combustibles sigue subiendo en los países emergentes.
Podemos olvidarnos de que ninguna técnica vaya a conseguir reducir los consumos lo suficiente para compensar el aumento vertiginosos de los precios de los combustibles fósiles.
El delirante modelo de transporte indiviudal que disfrutamos tiene sus días contados.
Ya veremos si hay sustituto viable.
Excelente articulo, tanto por didáctico en cuanto a termodinámica y diseño de motores como por resumir los problemas actuales que sufren lo motores (y sus pobres usuarios)
Sobre el tema de los gasolina de mezcla pobre, fueron las normativas de emisiones las que lo «destruyeron». Al menos eso me dijo todo un catedratico de motores. Me fio del tipo en cuestión, sobre todo porque -sorpresa- su especialidad eran precisaemnte las emisiones.
Una pena, pues al menos los Mitsu iban francamente bien y consumian muy poco (aunque con algún problema de carbonilla si se abusaba de la conduccion a bajo y medio regimen, que por cierto la marca reparaba fuera de garantia a un precio simbolico). Lo que no sé es por que no se ha implementado tecnología antiemisiones a estos motores. Tal vez a Mitsu, como marca de tamaño medio y con mucha venta en diesel por sus 4×4, vehiculos industriales, etc, no le salga a cuenta ponerse a investigar esto. Total, al EVO no le vas a poner un GDI xD
En el caso de Ford sí que no le veo explicación. Recursos tiene. Y serían perfectos como alternativa a los down-turbo…
Lo del ciclo Miller/Atkinson a media y baja carga del Mazda, estoy totalmente de acuerdo. Y me parece un gran acierto. Reduce consumo cuando lo tiene que hacer y tira cuando debe.
Y ahora tengo que pedirle consejo:
Estoy considerando seriamente la compra del mazda 6. La primera opción fue el 2.2 D de 150 cv. Hago muchos Km, más cerca de los 40.000 que de los 30.000, 95 % en carretera. Y aunque el kilometraje que me pagan es muy generoso, si puedo sacarle más partido mejor, que el sueldo en sí es normalito. Y ahora estoy «acojonado». Con este diesel y con todos. Sólo hace falta dar una vuelta por los foros de cualquier marca.
Por lo que me empiezo a cuestionar la compra de 2.0 Gde 145 cv.
No puedo esperar a más tarde de fin de año pàra cambiar de coche y ver que problemas de juventud van teniendo. ¿Se sabe si los 6 tienen estos problemas de dilución? En la marca dicen que no, pero claro…
Así, que , ¿podría darme darme su consejo respesto a que motorización escoger, por favor?
Muchas gracias, y un saludo.
Espero que sigan muchos más articulos así
@1 Tremendo declive:
http://img.elblogsalmon.com/2012/06/produccion-mundial-de-petroleo-a-febrero-2012.jpg
Gran artículo, D. Andrés.
Muy buen articulo, casi para imprimir y guardar; sobre el tema catalizadores, no sabria decir a que marcas les fue mejor o peor; como dice, tiene toda la logica que los alemannes llevaran cierta ventaja, pero en la practica recuerdo algunos motores «teutones» mas o menos «traumatizados» al pasar a ser catalizados y otros como Peugeot o Fiat, por citar algunos, que no daba la sensacion de haber perdido mucho..
Pero, hay que ver lo que se han complicado la vida los fabricantes por 5 minutos! Merece la pena tanta complicacion?
Y es que, realmente en los motores termicos «esta todo inventado», y todos supongo que tienen muy claro como se tendria que actuar, pero hay toda una mezcla de intereses economicos y de imagen por parte de unos ( fabricantes) y otros ( administraciones) que hacen dificil lo que teoricamente deberia de ser simple..
Sobre lo del motor opel ( que por cierto desconocia lo del vinculo ex-Alpina), pues que decir.., su testimonio ya lo dice todo. Y aunque no lo diga, ya me imagino que los ritmos a los que viajo poco tienen que ver con los de ahora, por lo que la cosa todavia tiene mas merito; es lo que tiene hacer un motor ( y un coche) con sentido comun, sin apenas otros condicionamientos.
De las explicaciones sobre el funcionamiento de los diferentes motores, todavia me pierdo un poco con los turbo-gasolina, del que soy usuario; recuerdo que en alguna ocasion ha comentado lo dificil que es encontrar un tipo de conduccion el consumo..; puede aportar algo mas al respecto? Yo despues de muchos kms. todavia no la he encontrado..
@2. Con ese kilometraje su coche deberia ser diesel si o si, creo vamos, no se hasta que punto le puede compensar un gasolina ( si se lo puede permitir, no sere yo quien le diga que no), pero esto solo lo sabe usted..Sobre lo del motor Mazda, no creo que lo comentado sea motivo de descarte..; opciones tiene muchisimas y es dificil recomendar algo que este por encima de lo demas, por lo que si a usted le gusta el Mazda no le de mas vueltas.., y si, por internet se leen muchas cosas, muchas son ciertas, otras no, y otras posiblemente algo exageradas, por lo que, no haga mucho caso.
En el penultimo parrafo de mi comentario decia lo de encontrar un tipo de conduccion que cuide el consumo..
@3 Creo que lo que Jota quiere decir es que las reservas son finitas y que la demanda actual está creciendo mucho, como indica el gráfico que publicas (y más que va a crecer si China e India se motoriza, amén de América del Sur y los paises árabes), pero de lo que no hay certeza es de cuantas reservas hay bajo la corteza terrestre… yo no me atrevo a opinar sobre eso…
Con lo que si me atrevo es que el precio del litro va a subir ya que su demanda está aumentando muy fuertemente y es lo que ha hecho en las últimas décadas desde el ’73 (si nos hubieran dicho que el litro de gasolina en el año 2.000 iba a superar las 200 pesetas no hubieramos caido al suelo redondo y la ha más que superado incluso en el diesel)
La energía es infinita, sólo habría que saber como cogerla y usarla. Apliquemos esta idea a la energía solar, eólica (la más importante ahora de las renovables), maremotriz etc… pero aún están verdes ya sea en su extensión (montando aerogeneradores, máquinas de aprovechamiento de las mareas, paneles solares…y claro todo esto son costes) como en su rendimiento (actualmente en la solar sólo se recolecta el 30% de la energía que llega a una superficie determinada, se está trabajando para que los módulos fotovoltáicos extraigan más porcentaje).
Cuando esto suceda nos desharemos de la dependencia del petroleo y de el fin del uso del vehículo individual (a todos los que escribimos este foro nos apasiona el coche y conducirlo!!!), pero creo que no nos desharemos del yugo de los precios, impuestos etc… de los que son susceptibles también la energía eléctrica… y de seguro nos impondrán las empresas eléctricas…es difícil el asunto.
Y la nuclear (no entraré en sus efectos secundarios, que por otra parte también el uso del petróleo tiene) que la nombro porque la estamos usando aunque al enceder la vitrocerámica o al coger el agua fresquita del frigorífico se nos olvide que la usamos.
Estas energías producen electricidad–>coche eléctrico. Y mientras este se perfecciona en sus defectos comparados con el de motor de explosión (básicamente autonomía y tiempo de recarga) pues una combinación de motor térmico (ya sea gasolina, diesel o el mejor para nuestro bolsillo acutalmente: el GLP, del cual solicito si es posible una prueba desde aquí).
Y vuelvo al principio no se cuando sucederá, pero se que sucederá. Espero que cuando suceda el resto de energías estén maduras y asi seguir yo conduciendo mi coche 😀 (leches todo el tocho «pa» confersar que ni muerto quiero ir en autobus jajaja)
Un saludo foro!!!
@2, Deckard: Creo que diesel sin dudarlo. Si el único problema es el de la dilución, no parece que un poco de gas-oil en el lubricante le vaya a hacer nada malo al motor. Y por si acaso, lo cambia con algo mayor frecuencia y ya está. Y si no, se compra un TDI que no tiene ese problema y no es mucho peor coche. Pero si le gusta el 6, adelante, es precioso :-).
En su lugar, creo que el tema dependerá de cuantos años de uso le de al coche. Si con el buen kilometraje que le pagan puede cambiar cada 3 años o 120.000 Km., cualquier elección es buena, pero mejor la que no tenga correa de distribución, eso que se ahorra.
@AdeA, respecto al cambio de los eutones al catalizador, tampoco lo recuerdo tan brillante.
El paso del GSI 16V (sin catalizador) al Calibra 16V (con catalizador) se llevó un puñado de caballos y de agrado de conducción. De todas formas, los chasis de ese Kadett eran tan malos como bueno era su motor, Solo con buenos amortiguadores y muelles mejoraba.
Por cierto, que la velocidad de crucero que yo recuerdo en los Kadett era de 5.000 vueltas mas o menos, que debe implicar un desgaste motor muy superior a la que correspondería a un diesel (la mitad mas o menos, hablo de cuando no había radares, 150/160 kmh reales).
Pero aun así, ninguno me dio problemas de motor ni de consumo de aceite.
@ 2, @7, gracias a ambos por comentar. soy de cuidar los coches, asi que me tiene que durar bastante y así rentabilizar un poco la inversión. Como decís las opción natural es diésel en mi caso. Esperaré unos meses para ver como evoluciona el asunto, que el coche me tiene ganado xD
TDI es lo que tengo ahora. Ni un problema en 9 años. eso si, sin dpf, fap ni gaitas.
Lo del kadett y el bastidor es cierto. Y le pasaba a más modelos de Opel de la época. Mi padre tuvo un ascona y fue lo primero que cambió. De una larga lista, le salió francamente malo. El kadett en en fiabilidad debió salir mucho mejor.
En relación con los motores que más sufrieron la conversión a catalizados, me refería al porcentaje de pérdida, más que a si luego consumían unos más o menos que otros. Lo que ocurría, si la memoria no me falla, es que los motores franceses e italianos de carburador (127 como ejemplo señero) consumían muy poco, y el cambio se les notó más. En cambio los alemanes, que no eran tan económicos en principio, en proporción sufrieron menos.
Respecto a las reservas de petróleo, hay una verdad impepinable: hay el que hay, y alguna vez se acabará. Otra cosa es que realmente sepamos el que todavía queda, como dice Manué. Las reservas submarinas siguen sin estar totalmente contabilizadas, ni mucho menos; pero está claro que son una cantidad finita. También el Sol lo es, pero va para mucho más largo.
@2Deckard: Como todo el mundo, le recomiendo el turbodiésel. Pero, tal y como es probable que ya haya leido en la prueba siguiente a esta entrada, valdría la pena esperarse a la llegada de los 2.2D con el grupo más largo. Puesto que el coche es para viajar en carretera y hacerle un kilometraje importante, la diferencia puede ser de un cuarto de litro a los 100, fácilmente.
@Sisu: Creo haber comentado ya en alguna ocasión, tras de múltiples pruebas de coches con motor turbo, tanto de gasóleo como gasolina, que la táctica de conducción es un poco distinta para unos y otros. Con los turbodiésel no hay problemas en meter el pie a fondo al régimen en el que empieza el par máximo (entre 1.700 y 2.000 rpm), y dejar que el motor tire, al menos mientras se nota que va ganando velocidad, aunque sea poco a poco (de lo contrario, mejor bajar una marcha, pues va muy forzado). Por el contrario, en los de gasolina es mejor mantenerlos un poco más altos de vueltas, y sin pisar a fondo del todo, puesto que tengo la impresión de que, sin decirlo, la gestión tiende a enriquecer la mezcla cuando se exige el par máximo disponible (sea al régimen que sea), para alejar el riesgo de detonación. Y el consumo se resiente más que por el hecho de ir a carga un poco más parcial (pero todavía con un buen lleado) y unos centenares de vueltas más rápido.
@8 Sobre la fiabilidad de los kadett no hay duda, sobre todo en los de gasolina. Yo crecí con un kadett 1.6D y aguantó unos 800.000 km y 25 años. Mi tío tuvo un 1.3s con 75 caballos y a carburador. Motor extremadamente suave, arrancaba con media vuelta de motor incluso con la batería vieja y sin fuerza (nunca vi ningún coche a gasolina arrancar así), no se que desarrollo tenía en quinta, pero llaneaba a 120km a las mismas revoluciones que mi almera 1.4s, pero el kadett, gracias a su liviano peso (si mal no recuerdo el 1.3 no llegaba a 1.000kg) corría mucho más y la respuesta al acelerador me gustaba bastante más. Se acabó con 20 años y unos 500.000 km y el cuidado que llevó fue nulo. El primer cambio de filtro de aire se lo hizo con unos 200.000km! nada más sacarlo se desintegró. Perdía algo de agua y no lo controlaba. Por dos veces, en verano se sobrecalentó y le agarró el motor. Simplemente se le dejó enfriar y se llenó de agua y siguió miles de kilómetros más sin problemas. La correa de distribución se le cambiaba cuando se veía cortada etc. El diesel algo parecido, pero de motor muy vago a la hora de arrancar, necesitaba una buena batería en muy buenas condiciones, el ruido en frío era mucho menos acusado que los diesel de la competencia e incluso en muchos más modernos . Cuando tenía bien el motor nos gastaba un 5,2L (el de gasolina andaba por un 6,3 más o menos). Ambos pecaban de muy mal bastidor. Las suspensiones eran excesivamente blandas y las ruedas 155/80 no hacían más que empeorar las cosas. Aún así (mientras ambos coches estaban en buen estado) jamás me dieron un susto pese a ser muy subviradores y a tener unas ruedas con mucha deriva. Por lo menos la parte trasera era tranquila. En cuanto a la chapa aguantaron lo suyo. Bastante peores fueron el astra y corsa posteriores. La calidad de los opel se acabó con los años 80. Los opel de ahora, en ciertos aspectos, no me merecen absoluta confianza, si miro a los opel con los que crecí.
@9 A.d A.: Gracias por la aclaracion. Lo que si veo es posiblemente el tipo de motor menos agradecido para la busqueda y captura del minimo consumo, aunque supongo los mas recientes algo mejores si seran..
Un rato de esos me gustaria hacer algunas consideraciones acerca de los motores de 2 tiempos..
@10. Cierto, yo opino igual. Los mejores Opel, l os de los 80!
Entradas como ésta son un auténtico regalo de verano. Y eso a pesar de que hay cosas que más bien intuyo que entiendo. Será cosa de ponerse a aprender.
En todo caso, parece que el meollo del asunto son esos cinco minutos de calentamiento. Millonadas en investigación y cachivaches poco fiables para bajar las emisiones en esos momentos críticos.
Lo que me lleva pensar, no sólo en la cada vez menor idoneidad del coche para pequeños trayectos meramente urbanos -en los que el motor trabaja en frío en su mayor parte- sino también en la posibilidad -quizá disparatada y fruto de mi ignorancia- de inventar mecanismos que «calienten» el motor antes de ponerlo en marcha, evitando de paso ese posible mayor consumo con el motor «ya caliente».
Por último, quizá alguien me pueda aclarar otra duda, fruto, nuevamente, de mi ignorancia. Dice don A. que las posibilidades de trabajar con la mezcla aire-combustible son menores con la gasolina que con el gasoil. ¿Cuáles son entonces las posibilidades de la mezcla pobre con la gasolina, con la que, como dice don A. ya se experimentó hace cosa de 20 años sin mucho éxito?
Respecto a las complicaciones que tienen los fabricantes para cumplir las normativas, también habría que ver que parte de estas complicaciones también les vienen bien a ellos. Quiero decir, que tener motores tan complicados, también ayuda a que no haya marcas extranjeras (chinas) que puedan vender a precios muy bajos. Ya que se habla de los kadett por ahí arriba, imaginemos a una copia china de un dacia con la correspondiente copia del motor (gasolina) 1.3 o 1.6 de 75cv o una copia del vw 1.9 tdi de 90 cv. Habría que ver como lo recibiría el mercado, pero bien copiados serían ( o deberían de ser) coches muy fiables.
Ahora claro, ponerse a copiar un diesel moderno seguramente sería muy complicado (creo). Y si hay que empezar a montar inyección Bosch ( y pagarla) de ultima generación, turbos de geometría variable, catalizadores etc etc y cambiar de motor cada 4 años, los números puede ser que no salgan.
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Respecto a la mezcla pobre en gasolina, creo que la diferencia es que el diesel trabaja bien con mezcla pobre » a secas» y en el gasolina hay que buscar la mezcla pobre estratificada (que cerca de la bujía la proporción sea la estequiometrica o ideal, y fuera de esa zona pueda llegar a ser pobre en determinados condiciones)
http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_de_mezcla_pobre
@13
Interesante aportación.
Participe más por favor.
@13 Al hilo de lo que comenta, hay quien dice que las diferencias impositivas entre la gasolina y el diesel son de hecho una barrera de entrada y medida proteccionista de Europa para sus fabricantes.
Ya que salió el Opel 2.0 150cv, comentar que sobre el 1995 hubo una preparación irmscher sobre la versión turbo de ese motor que rendía 236cv en lugar de los 204 del turbo a secas («comprable» en concesionario Opel igual que cualquier otro Calibra, no hablamos de importaciones paralelas o comprar el coche y luego prepararlo).
Vamos que el Calibra del 1995 y el Astra H Opc del 2010 (15 años, casi nada) casi comparten potencia, quizás hasta consumos teóricos (el kit de carrocería más los zapatos que le caían a esa versión seguramente le penalizaban mucho) y quizás la mayor diferencia sean los 5 minutos que comenta A. de A.
De no ser por los cambios de normativa de emisiones ¿Podría Opel haber «tirado» 15 años con el mismo motor?
@16
De aquellos motores casi no queda rastro.
Siguen los 2.0 8v y algún 1.8 8v pero los 16v hay menos, aunque son más modernos.
Del turbo ni hablamos, no creo que lleguen a una docena (es un decir) y de la preparación a la que alude era comprar un dolor de cabeza.
Opel hacia excelentes motores de gasolina pero los experimentos y preparaciones eran sencillamente estéticos o penosos, a elegir.
Ufff, muy bueno todo ( hastas los comentarios). Creía que controlaba, pero lo del triángulo Fiat- Opel – PowerTrain y Turín … Chevrolet , me rompe los esquemas.
Una pregunta que me asalta y no logro saber ¿ Cuál es la procedencia y origen del motor 2.0 diesel de Ssangyon y su fiabilidad? Para comprarme uno me tendrían que dar más de 5 años de garantía.
P.D.- Supongo que cuando habla de Opel y sus «ingenieros» de motores diesel será lo mismo a cuando Ford habla de sus ingenieros de los TDci … Porque el peso de los desarrollos diesel recae en PSA ¿ o no?
Los cinco minutos críticos | Curvas enlazadas, ¿Puedes aportar más?, me resulta didactico esta informacion. Saludos.
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Un apunte extra al magnífico motor que Opel montaba en el GSI. Tengo entendido que uno de los factores de su gran rendimiento era el extraordinario sistema de escape con el que contaba… que por desgracia era caro y se lo cargaron en la evolucion del modelo.
Con respecto a la presion soportada dentro del cilindro, recuerdo de mi epoca de estudiante de ingenieria técnica( antes nos llamaban peritos) que lo que se calculaba( que no media) era la PRESION MEDIA EFECTIVA y era una buena indicacion de un diseño acertado de motor.
P.D. Creo que la presion específica media es uno de los factores que intervienen en el coeficiente de rozamiento de un cojinete
He leido Los cinco minutos críticos | Curvas enlazadas con mucho interes y me ha parecido util ademas de facil de leer. No dejeis de cuidar esta web es bueno.
@21: Si, al menos en el Kadett recuerdo que llevaba colectores en acero inoxidable tipo 4-2-1..; sin duda una autentica virgueria en la epoca para un coche de este precio y caracteristicas..
Lo de la PME, creo que es aquivalente a la relacion de compresion verdad?