Así es como funciona el motor turbo de compresión variable de Infiniti y por qué te interesa
En el Salón de Detroit, Infiniti presentó el QX50 Concept. Este modelo, que prefigura el sustituto del actual QX50, equipa un motor con relación de compresión variable. Se trata de un 4 cilindros turbo de 2.0 litros de una potencia de 272 CV y con un par motor máximo de 390 Nm.
Según Infiniti, este motor ofrece el par motor y el consumo de un diésel, a pesar de ser un motor gasolina. La marca de lujo de Nissan asegura que con este nuevo propulsor se consigue una eficiencia un 27 % superior a la de un motor gasolina equivalente. ¿Es eso posible? ¿Cómo funciona?
¿Para qué sirve?
La necesidad de reducir las emisiones, es decir, el consumo, han llevado a muchos fabricantes a optar por el downsizing. Se reduce la cilindrada y el número de cilindros del motor atmosférico y se compensa la pérdida de potencia y par con la sobrealimentación por turbo (el compresor, por su parte, es voraz en energía por lo que sería contraproducente aquí). Sin embargo, el downsizing tiene sus limitaciones. El motor de compresión variable presentado por Infiniti, bautizado VC-Turbo, permite llevar el concepto de downsizing más allá, es decir, exprimirlo todo un poco más.
VC-Turbo con relación de compresión baja para favorecer la potencia Hay un momento en la reducción de cilindrada en el que para obtener una determinada potencia es preciso aumentar la presión de sobrealimentación, el problema es que llega un punto en el que esa presión hace que la mezcla aire-gasolina arda antes de tiempo. En ocasiones, esa mezcla arde de forma espontánea antes de producirse el encendido provocando una detonación. A largo plazo, la detonación puede producir daños en los pistones y generar graves averías en el motor.
Motor VC-Turbo con relación de compresión alta para favorecer el consumo Para evitarlo, los ingenieros tiene dos opciones. Una consiste en enriquecer la mezcla en gasolina -aumentando por tanto el consumo- para que la evaporación del carburante sobrante enfríe la mezcla y limite los fenómenos de detonación, mientras que la segunda consiste en reducir la relación de compresión del motor. Y es que es la relación de compresión (o más bien su corolario, la relación de extensión) la que determina la proporción de energía térmica desarrollada por la combustión que será transformada en energía mecánica.
Así, cuanto más baja es la relación de compresión, más potencia podremos obtener, pero también aumentará el consumo. Al contrario, con una relación de compresión alta, no tendremos mucha potencia pero sí un consumo reducido. Al disponer de una relación de compresión variable, Infiniti no tiene que escoger entre consumo (relación alta, de 14:1 en este caso) y potencia (relación baja, de 8:1 en este caso), puede tener los dos. De ahí que Infiniti anuncie un consumo muy inferior al de un motor gasolina equivalente.
Cómo funciona
(1) Cuando el conductor acelera, el Harmonic Drive (un actuador eléctrico) gira, empujando el árbol exocéntrico (2) que mueve la biela intermediaria (3), ésta une el cigüeñal con las bielas de pistón, con el efecto de desplazar la carrera de los pistones (4) hacia abajo para reducir la relación de compresión o hacia arriba para aumentar esa relación. La idea de un motor de relación de compresión variable no es nueva (SAAB en el año 2000 ya experimentaba con ello), pero Infiniti será el primer fabricante en aplicarla en serie a un coche de gran difusión. La ECU del VC-Turbo adaptará en tiempo real la relación de compresión en función del régimen de vueltas y de la posición del acelerador. A baja carga, en ciudad por ejemplo, el sistema favorecerá una relación de compresión alta para contener el consumo. Y lo hará además con un ciclo Atkinson. Sin embargo, a mayor carga, en el carril de aceleración de una autopista, por ejemplo, el motor optará por una relación de compresión baja -volviendo además al ciclo Otto- para disponer de potencia.
Para conseguir una relación de compresión variable, los ingenieros de Infiniti añadieron antes del cigüeñal una serie de elementos: actuador eléctrico, árbol excéntrico y más bielas intermediaras, y entre el cigüeñal y la biela un elemento móvil. Éste será el que permita reducir o aumentar la relación de compresión. En función de la aceleración, la ECU ordenará al motor eléctrico girar. Al girar, vía una serie de árboles y bielas adicionales, éste hará que la carrera de todos los cilindros a la vez suba o baja. Al mismo tiempo que cambia de ciclo Otto a Atkinson y viceversa.
Motor VC-Turbo: baja compresión a la derecha y alta compresión a la izquierda. El VC-Turbo de Infiniti es un motor complejo, no cabe duda. Combina la inyección directa e indirecta y el ciclo Otto con el Atkinson, todo ello con una serie de nuevos elementos móviles en la zona baja del motor. Pero es gracias a esa complejidad que la eficiencia de este motor gasolina de 270 CV será cercano al de un diésel. Si será un éxito o no, si es la solución para no seguir con el downsizing, sólo el tiempo y el mercado lo dirán. Lo que está claro es que al formar parte de la Alianza Renault-Nissan, es un motor y un sistema que podríamos ver a medio plazo en modelos de Renault, Nissan y Mitsubishi (controlada ahora por Nissan).
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