La magia en los motores turbo gasolina de inyección directa se extiende. Buena potencia en alturas superiores al nivel del mar en todas las revoluciones, economía, y bajas emisiones.

En los motores de gasolina el proceso de alimentación comienza con el vacío que ejercen los pistones en su movimiento descendente. Es como imaginarse una jeringa donde el pistón haría el papel de émbolo, y el cilindro o camisa sería la parte externa de la jeringa. Si el émbolo se desplaza hacia abajo en la jeringa mientras usted tapa el hueco en la parte superior, sentirá el vacío que se ejerce sobre la piel de su dedo.

De ésta forma en lugar de succionar la piel, el pistón en los motores ejerce un vacío para la entrada del aire mezclado con la gasolina y así llenar los cilindros. Luego se comprime  sube el pistón  salta la chispa del encendido ocurre la explosión y finalmente, salen libres los gases de escape. Pero el pistón en el momento de descender y hacer vacío logra meter una cantidad de mezcla proporcional a la presión atmosférica presente donde el motor está trabajando (esto es algo de la llamada eficiencia volumétrica).

Entre más alto esté sobre el nivel del mar mayor será la pérdida de potencia (entre 10 y 12% por cada 1000 metros de ascensión lo que supone que en Bogotá perdemos entre el 26 y el 30% del rendimiento total), y es aquí donde salen a flote las ventajas de los motores turbocargados.

Utilizando la energía desperdiciada que viaja en el flujo de gases quemados que se van expulsando por el escape, es movida una turbina que va unida solidariamente por medio de un eje a otra (llamada compresor), la cual es la encargada de introducir el aire limpio de admisión a una presión superior a la atmosférica.

Por lo tanto, la potencia y el torque máximos entregados a nivel del mar, se ven poco disminuídos en alturas importantes en comparación a los motores sin la turbina. Al conducirlos en esos climas no responden tan instantáneamente necesitando un poco más de acelerador y revoluciones al inicio: algo de paciencia mientras desaparece el »turbo lag» o sea mientras la turbina gira lo suficientemente rápido para meter el aire a presión y producir el efecto esperado en la aceleración del auto.

De hecho en algunos casos  -no siempre-  un motor turbo de inferior rendimiento comparado con uno aspirado (sin turbo) más grande y de más potencia funcionando los 2 a nivel del mar, verán invertidos los resultados a medida que ascienden; entre más altura el turbo no sólo iguala sino que puede superar al motor aspirado.

Por éste motivo los turbos se usaron  -creo que aún en algunos motores-,  en la aviación durante las guerras mundiales. Allí nacieron también, los primeros sistemas de inyección. Pero los turbo no sólo eran ventajas.

En las crisis energéticas iniciadas en los 70s se empezaron a usar motores más pequeños equipados con turbo los cuales  -supuestamente-  no sólo rendirían más en potencia y torque, sino que serían más económicos en el consumo. Pero esto no fué así, pues en muchos motores la reducción en el consumo era mínima, y hubo muchos motores con problemas de duración y confiabilidad.

El calor es un gran enemigo de los turbocargadores pues al estar uno de sus lados sometido al paso de la corriente de escape se alcanzan temperaturas increíbles. La lubricación del eje era menos sofisticada y eficiente, al igual que la duración de los rodamientos o los bujes. Además, estaban hechos de hierro fundido.

Todo eso ha cambiado especialmente en los últimos 5 años para bien de la confiabilidad la economía y la disponibilidad de potencia en todos los regímenes. Hoy día las carcazas conocidas en el argot como ‘el caracol’ son de acero inoxidable, con ambas turbinas en aleación de níquel por ejemplo. Resisten durante bastantes kilómetros trabajar a temperaturas de 1000 grados o algo más y adicionalmente gracias a las sofisticadas herramientas computarizadas actuales, se fabrican turbos más pequeños precisos y ligeros, que pueden producir la misma presión que un turbo mucho más grande y pesado, de los antiguos.

Así mismo el ángulo de los álabes de las 2 turbinas al tiempo con el riguroso diseño de rodamientos más ligeros con menos fricción que requieren menor cantidad y presión de aceite, se logra que las turbinas giren más o menos sobre las 200000 revoluciones. La vida de estos turbos con un mantenimiento adecuado puede llegar e incluso superar los 200000 kilómetros.

Lo anterior no existía y hacía que gracias al importante tamaño en general que tenían estos, su efecto se empezara a sentir en altas revoluciones sin progresividad, produciendo un tacto deportivo en el vehículo pues de repente se sentía el empujón al entrar todo el soplado y toda la fuerza; muchos eran difíciles de manejar y en esa zona es donde menos ‘giran’ la mayoría de conductores.

Con los de hoy al ser más pequeños, su eficiencia empieza en bajas revoluciones y gracias  -en la minoría de motores a gasolina todavía, pero bastante extendido en los Diesel-,  a la geometría variable de los álabes de la turbina, con un sólo turbo se logra respuesta en bajas en medias y en altas rpm con progresividad.

Los de geometría variable los usa Porsche actualmente en su legendario 911 y la firma Sueca Saab. Para lograr ese mismo efecto varios fabricantes usan 2 turbos: uno pequeño de baja inercia que empieza a girar y a sobre presionar casi instantáneamente y el otro más grande que se ‘dispara’ en medias o altas rpm.

Estas ‘bombas de aire’ instaladas son una gran ayuda en motores de bajas cilindradas los cuales tienen menos pérdidas termodinámicas y por fricción, además de pesar menos que los motores más grandes.¿Que papel juega la inyección directa de gasolina?

Volvemos a la jeringa. Si en un motor normal el piston va subiendo comprimiendo la mezcla aire gasolina y no salta a tiempo la chispa, la mezcla se auto enciende produciendo la detonación, el famoso ‘cascabeleo’ tan perjudicial para el motor; éste es uno de los factores debido al cual las relaciones de compresión tienen un tope.

En los de inyección directa esto no sucede ya que al ser inyectada la gasolina dentro de la cámara de combustión ubicada arriba del cilindro, pasado un buen tiempo desde que el pistón ha empezado a subir donde va comprimiendo únicamente aire, se permiten relaciones de compresión bien elevadas para ser motores turbocargados, del orden de 10,5:1 hasta 12:0 con la consecuente elevación del rendimiento al ser las explosiones más fuertes pero progresivas y controladas.

Adicionalmente la entrada de ese chorro de combustible lo que hace es enfriar el aire caliente y comprimido, aumentando la eficiencia. Obviamente todo esto sólo es posible con la precisión y velocidad a la que trabajan los sensores y las computadoras modernas de motores las cuales entre otros controlan los ejes de levas, la presión requerida por el motor, la mariposa del acelerador etcétera.

Como consecuencia de todo lo anterior la eficiente combustión generada además del menor tamaño de la máquina, producen unas emisiones contaminantes decorosas.

Un motor de éste tipo, por ejemplo de 1400 centímetros y 150 caballos como el del Fiat Bravo, rinde unos 20-21 kgm de torque (lo de un motor 2 o 2.2 litros aspirado) con una economía de combustible del orden de 8 y 10% superior. Deducimos que su respuesta, ‘el pique’ y su comportamiento en medias y altas rpm es similar o superior en algunos casos. Estos sólidos argumentos son el motivo por el cual los usan varias compañías.

Interesante asunto. Recomiendo siempre un motor turbo moderno y confiable  -se debe ser muy cuidadoso con los cambios de aceite, y con dejarlo en neutro unos segundos después de andar fuerte antes de apagar así como no exigir hasta alcanzar unos 80 grados en el aceite-,   o uno viejito en buen estado; ya están claras las grandes y favorables ventajas de los modernos con inyección directa.

Como casi siempre, la combinación de los 2 sistemas la empezaron a usar primero algunas marcas premium como Audi  -hace 5 años en su 2 litros-, y Bmw en su 3 litros 6 cilindros en línea con 2 turbos (Bmw 335 i). Luego Psa (Peugeot Citroen) en conjunto con Bmw dueña de Mini los empezaron a instalar en las versiones 1600 de varios modelos. Seat en sus León, Volkswagen en los Bora-Golf, Fiat lo hace en su buen 1400 (Fiat Bravo), Cadillac en su V6 3600 y Mazda en su camioneta CX7, al igual que en los Mazdaspeed 3 y 6 (no comercializados en Colombia).

La mayoría de los modelos citados están disponibles para el público en las vitrinas. Si le interesa el buen rendimiento que sea poco variable ya sea que esté en Cartagena o Melgar  viva en Bogotá o Manizales, su chequera se extiende lo suficiente, y quiere algo de economía contribuyendo al medio ambiente, en esos concesionarios está lo que usted desea.

Correo italianties@yahoo.com