Los pequeños y potentes motores de hoy

Motor de 3 cilindros de alto rendimiento, montado sobre el Nissan Nismo de competición - serie Le Mans P1.

En el transcurso del año 2010, hemos visto diferentes aspectos técnicos respecto al desarrollo de los motores térmicos, tanto de ciclo Otto como de ciclo Diesel. Es importante destacar, como se va afirmando la técnica del “Downsizing”, que nos muestra a los pequeños y potentes motores de hoy. Los motores de 3 cilindros, de baja cilindrada, van evolucionando, y son utilizados en automóviles deportivos - además de ser montados en vehículos de serie - como es el caso del Nissan Nismo de la categoría Le Mans LMP.



Vista exterior del motor Ducati V2 desmodrómico.

Actualmente el grupo Audi- Volkswagen utiliza un motor italiano Ducati, de baja cilindrada, bicilindrica con disposición en V de menos de un litro de cilindrada total. Estos motores están diseñados y construidos para uso moto-ciclístico, con un sistema de distribución del tipo “desmodrómico” es decir sin resortes, desarrollado por la Ducati Engineering de Italia.

Los motores de ciclo Atkinson.
Actualmente existen motores de ciclo Miller- Atkinson sobrealimentados, puestos a punto a partir de fines de los años `90, por las firmas Mazda, Nissan y Toyota.

En el ciclo Atkinson, comparado con el ciclo Otto, se adelanta el cierre de válvula de admisión (RCA: Retardo del Cierre de la Admisión antes), es decir que en la carrera de admisión el tiempo de apertura de la válvula es menor. También es retardado el RCA. en la carrera de compresión, es decir una carrera de compresión 1/5 más breve que en el ciclo Otto.

En plena carrera de compresión, la válvula de admisión todavía está abierta. (Admisión y compresión más corta).
Se trata de un ciclo de alto rendimiento termodinámico, pero de baja potencia especifica. Comparado con un motor de ciclo Otto, a igualdad de cilindrada, suministra 1/3 menos de potencia específica.

Esto ocurre porque si la válvula de admisión, en su carrera descendente se cierra antes, se reduce el volumen de aire aspirado y como consecuencia la cantidad de nafta/gasolina a combustionar en cada carera.
Debido a ello es necesario recurrir a la sobrealimentación.

   

(1) Sistema desmodrómico con una válvula que se abre y se cierra por medio de balancines y levas - Ducati
(2) Dispositivo de accionamiento “desmodrómico”, es decir sin resortes - Ducati.

El motor Fiat “Twinair”
Respecto al motor desarrollado por Fiat,Twinair, el mismo es montado además de en los modelos Fiat, sobre modelos de las marcas Alfa Romeo y Lancia. Se trata de un bicilíndrico de 900 cm3. con un rendimiento mecánico y termodinámico casi ideal.
En función de las vibraciones de un bicilíndrico en línea, los mismos son disminuidos por medio de un eje contrarrotante de equilibrado. Respecto al “downsizing”, el mismo está presente en este propulsor que es casi un 20 porciento más corto, comparado con un 4 cilindros de prestaciones similares.

La sobrealimentación de este motor, se realiza por medio de un turbocompresor, que logra una potencia de 85CV. a 5500 rpm., y un par motor de 145 Nm. a 1500 rpm. en tanto que el novedoso dispositivo de accionamiento de las  válvulas MutiAir, desarrollado por Fiat Powertrain Technologies., permite controlar a voluntad el ingreso de la mezcla a los cilindros, sin necesidad de usar la mariposa de aceleración.



Motor de 3 cilindros de ciclo Otto, de buenas prestaciones, bajo consumo y reducidas emisiones contaminantes. - Nissan.

Una de las características más importantes de este motor, es la distribución en la que el desfasaje variable, se implementa por medio del sistema “Multiair”. La importancia de un control flexible de las válvulas de un motor de cuatro tiempos, depende en forma directa del trabajo que los mismos realizan, que no solo hacen posible el funcionamiento, sino que también determinan el carácter. Aquí se utiliza un pequeño pistón hidráulico, alimentado desde el sistema de lubricación del motor.
La presión necesaria es cerrada por un tercer pistón, que actúa como una bomba accionada por una leva. El flujo de aceite es regulado por una válvula controlada electrónicamente, ubicada entre el pistón bomba y el pistón que mueve la válvula.

   

Motor TwinAir desarrollado por FIAT Powertrain Technologies que permite controlar el ingreso de mezcla a los cilindros sin usar la mariposa de aceleración.

Abriendo la electroválvula más o menos, y descargando en forma parcial la presión del aceite, se podrá intervenir sobre el “diagrama de la distribución “variando tanto la “alzada” como la “fase”.

Esta flexibilización posibilita, la eliminación de la mariposa de aceleración, componente bien conocido y presente en le múltiple de admisión, de todos los motores de ciclo Otto de nafta/gasolina. Este elemento, permite modular la potencia que entrega el motor, es decir que cuando más se abre, mayor será el flujo de gas, con el consiguiente aumento de la potencia.

Su acción de obstrucción, trae aparejados pérdidas debido a que reduce el pasaje, especialmente cuando esta casi cerrado el espacio a disposición para que pase el aire (efecto denominado perdida por bombeo).
Una vez eliminada la mariposa de aceleración, para limitar la potencia se puede usar una alzada normal de las válvulas, cerrándolas rápidamente de manera de limitar el volumen de la carga gaseosa de admisión.
El control electrónico permite contar con varios diagramas de distribución, que comprenden a los de apertura múltiple (multilift), es decir en la misma carrera de admisión, para aumentar el rendimiento del motor – de la combustión - con cargas y regímenes muy bajos. Este motor desarrollado por Fiat, posee un eje o árbol contra rotante, cuya masa excéntrica de equilibrado, permite disminuir las vibraciones de in motor bicilíndrico, como si fuera un 4 cilindros.

Por otra parte, para limitar el nivel de vibraciones y del ruido, se ha utilizado también el cárter de aceite, fundido en aluminio, con capacidad para absorber tareas estructurales de rigidez del black.

El accionamiento del sistema de distribución, lo realiza una cadena tipo Morse.



Motor de ciclo Atkinson de gran rendimiento pero de baja potencia y par motor turbo - Sobrealimentado - Toyota VVT-iE

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