La cilindrada del carro ¿por qué es importante?

El primer dato que busca en las fichas técnicas de un vehículo el potencial comprador de un carro nuevo o usado es la cilindrada. ¿Es un 1.0, un 1.2, un 1.5, o quizá un 2.0, un 2.5 o incluso un 5.0? ¿Pero, qué significa esa cifra y qué importancia puede tener para definir la compra de un auto?

Cuando se habla de cilindrada en los carros, el concepto hace referencia a la capacidad volumétrica total que tienen los cilindros del motor para almacenar el combustible y recibir el aire que permite la mezcla, y que al ser comprimida en el cilindro explota bien sea por acción de la chispa que salta de las bujías o por la compresión que ejercen sobre esta mezcla los pistones en su carrera ascendente dentro del cilindro, si se trata de un vehículo diésel. En Colombia, esta cifra generalmente está descrita por las marcas en centímetros cúbicos, pero también se puede hablar de ella en litros.

El valor de la cilindrada con la que se registra un carro en su ficha técnica es una sencilla operación aritmética resultado de multiplicar la capacidad volumétrica de cada uno de los cilindros, por el número de cilindros totales que contempla el diseño del motor en cada vehículo en particular. Es así que si un carro 4 cilindros registra en su ficha técnica una cilindrada de 2.000 centímetros cúbicos quiere decir que cada uno de los cilindros tiene una capacidad para almacenar 500 centímetros cúbicos. Y esta capacidad individual de cada cilindro está dada por su diámetro y por la distancia que hay entre la parte inferior en dónde el pistón llega a su punto muerto inferior y el punto máximo superior de la carrera del pistón en el proceso de combustión.

¿Por qué es importante?

Hasta hace algunos años el dato de la cilindrada era fundamental al momento de elegir un carro porque permitía establecer por parte del comprador la capacidad de desempeño del auto y saber sí era el requerido para sus necesidades.

Un carro con un valor alto de cilindrada significaba que tenía una entrega de caballos y un desempeño de torque de cifras altas. Es decir que para vehículos que debían moverse sobre terrenos exigentes por su topografía, o de los que su propietario esperaba una buena entrega de velocidad era importante poder contar con vehículos de una cilindrada superior a los 2.0 litros, por ejemplo. En el caso de carros para un uso más urbano, e ir de un punto A a un punto B, sin mayores pretensiones o terrenos complejos, vehículos de 1.0 a 1.5 eran los más buscados.

Hoy día, con los desarrollos en la ingeniería automotriz y la fabricación de motores, esta relación ya no es tan directa. Gracias al surgimiento de apoyos para la admisión de aire en la mezcla a través de turbo compresores las marcas han desarrollado vehículos que con una cilindrada “pequeña”, es decir 1.0, 1.2 o 1.5 litros; pueden entregar potencias que en años anteriores solo eran posibles con motores de mayor cilindrada.

Pero aún los motores turbo no son tan masivos y es así como el dato de la cilindrada todavía puede ser una buena guía para que futuro comprador analice si ese carro en el que está interesado, y con esa cilindrada es el que suple sus necesidades de movilidad cotidiana.

Pero también ese valor es un indicador importante para establecer, por ejemplo, el pago de impuesto. Mientras mayor sea el rango de cilindrada más alta será la tarifa impositiva. Igualmente, este valor también determinará, el valor del SOAT que anualmente el propietario debe cancelar.

Y por supuesto la cilindrada será un indicador de consumo de combustible. Por lo general los vehículos de baja cilindrada no tienen más de cuatro cilindros, en tanto que vehículos con cilindradas mayores aumentan también sus cilindros y esto implica mayor consumo.

De igual manera, un carro con un número de cilindros pequeño (3-4) también implicará unos costos de mantenimiento y/o reparación menores, frente a un vehículo que tenga un mayor número de cilindros (6-8-10-12) y que generalmente están asociados a vehículos de gamas superiores.

Por eso, y aunque no es la última palabra, ni el único factor que debe decidir la compra de un carro, la cilindrada es una cifra que todo comprador debe tener en cuenta y analizar sus ventajas y desventajas como paso previo a tomar la decisión sobre que auto estará en su garaje.

¿Qué hace el turbo de geometría variable?

En un artículo anterior hablamos aquí en AUTOTEST del tema de los turbos, específicamente de las diferencias entre los sistemas de doble turbo y aquellos que instalan un sistema denominado twin turbo, y como ambos, con sus diferencias y particularidades ayudan a mejorar la eficiencia del motor.

Hoy continuamos con esta temática y nos referiremos a una tecnología desarrollada también para la turbocompresión y que busca que el motor en su funcionamiento pueda aprovechar en todo momento el máximo aporte que pueden hacer los gases que son expulsados en el proceso de combustión para generar un mayor volumen de aire que alimente la cámara de combustión.

Se trata del turbo de geometría variable.

El turbo de geometría variable es una variante del sistema de turbocompresión tradicional que presenta un inconveniente cuando el vehículo transita en regímenes bajos, a bajar revoluciones. Cuando esto pasa los gases de escape no son expulsados con suficiente fuerza y por ello no pueden mover las turbinas para generar mayor presión y volumen de aire a las cámaras.

Y, por el contrario, cuando se transita a un régimen de altas revoluciones por minuto, la fuerza con la que son expulsados los gases tras el proceso de combustión es tan alta  que se activa la válvula de descarga y así una parte de esos gases de escape no llegan a la turbina y por lo tanto la operación del sistema turbo no aprovecha de manera eficiente el potencial que puede tener para inyectar mayor volumen de aire y hacer más eficiente la combustión de la mezcla.

Con su diseño, el turbo de geometría variable pretende mitigar estos efectos y generar un trabajo constante en el aprovechamiento del potencial de los gases de escape para obtener una mayor eficiencia dinámica del automotor.

¿Cómo lo hace?

A través de la modificación de la entrada de las turbinas. Cuando el vehículo circula a bajas revoluciones esta sección de entrada se hace más pequeña, y con esto lo que se logra es que los gases de escape al tener que pasar por una entrada de menor dimensión deban hacerlo a una mayor velocidad y con esta velocidad pueden así mover las turbinas y generar la presión adecuada para que ingrese aire a la cámara de combustión. Cuando se presenta la situación contraria, es decir, el carro está rodando en un régimen de altas revoluciones, la sección de paso de los gases en la turbina se amplía y con eso la velocidad de entrada de los gases disminuye permitiendo que el mayor porcentaje posible entre y no vaya a la válvula de descarga, para aprovechar así toda la potencia que puedan generar en nuevo aire para alimentar la mezcla de aire y combustible y propiciar una combustión de más alta eficiencia y mejor resultado en el desempeño dinámico del automotor.

El sistemas de turbo de geometría variable se instala en vehículos que utilizan combustible diésel ya que en los vehículos de gasolina la alta temperatura con la que son expulsados estos gases luego del proceso de combustión generaría inconvenientes para su operación.

Una de las características del turbo con geometría variable es su sistema de lubricación que debe ser más eficaz y con cambios de aceite mayores que en un sistema tradicional.

Turbo, más potencia con motor más pequeño.

Crédito: Jan Barkman para Pixabay

En el mercado automotor actual es creciente la tendencia a encontrar oferta de modelos con la característica de estar equipados con una motorización turbo. Vehículos en prácticamente todos los segmentos del mercado ofrecen esta posibilidad, que brinda un mejor desempeño, una mejor sensación de conducción y también es una fortaleza en temas de consumo de combustible y menores emisiones de gases al medio ambiente.

El motor convencional atmosférico toma aire del exterior para llevarlo al colector de admisión y allí introducirlo en la cámara de combustión para generar la mezcla de aire y combustible que se enciende con la chispa generada por la bujía en la carrera ascendente de los cilindros y generar la explosión que desencadena el movimiento de pistones, bielas y cigüeñal para transmitirlo finalmente a las ruedas y dar avance al vehículo.

El motor equipado con un sistema de turbo no solo utiliza el aire que “chupa” del medio ambiente. Además, utiliza una ayuda adicional con los gases de escape que se generan tras el proceso de combustión para propiciar un mayor flujo de aire para la mezcla.

El sistema tiene dos componentes principales, una turbina y un compresor.  Cuando se presente la combustión se generan los gases que en el motor atmosférico convencional circularían por el sistema de escape para su expulsión. Pero en un vehículo con motorización turbo estos gases de escape recirculan a través del turbo haciendo girar esa turbina que en su movimiento genera una cantidad de aire adicional con una velocidad y una presión mucho mayor y que es llevado al sistema colector de admisión en el motor. Así se enriquece la mezcla de aire que llega hasta la cámara de combustión y se obtiene un mayor rendimiento en la entrega de potencia y par motor.

El sistema de turbo compensa la pérdida que tiene un motor convencional en el ingreso de aire a la cámara por el rozamiento de conductores y colectores en el motor con la generación de ese mayor volumen de aire que produce.

 El desarrollo de sistemas turbo en los motores ha permitido que los fabricantes automotrices puedan presentar al mercado alternativas de vehículos con motores de bajo cubicaje y menor peso,  pero con desarrollos de potencia que en motores convencionales solo podrían ser posibles con bloques de 2 litros en adelante.

Menos combustible y menos emisiones

Los motores que tienen un sistema de turbo son máquinas que generan un menor consumo de combustible. Al comparar estos motores y la potencia que generan con los aquellos motores atmosféricos convencionales de mayor cilindrada e igual potencia se encuentra que el motor turbo puede propiciar un ahorro aproximado de un 15% a 20% en consumo de combustible.

Y ese menor consumo de combustible es también una ventaja al entregar menos emisiones al medio ambiente. De manera adicional se debe revolucionar menos para lograr la potencia y el torque adecuado, otro factor que genera un menor consumo de combustible y por lo tanto menores emisiones.

Mantenimiento básico

El buen estado y la vida útil del turbo del vehículo dependen del cuidado al que se someta.

Y uno de los principales factores para su buena conservación en el tiempo es la lubricación. Por eso la primera recomendación es seguir la recomendación del fabricante en cuanto al tipo de aceite que debe usarse en el carro a fin de propiciar las condiciones óptimas para lubricar el sistema.

Ya en materia de manejo es importante no realizar maniobras de aceleración brusca en frío, cuando el motor no ha alcanzado la temperatura ideal para que todo el sistema se encuentre bien lubricado.

Tampoco es aconsejable hacer subir las revoluciones de manera exagerada con el motor en posición de ralentí.

Y una ultima, use gasolina Extra si el vehículo la requiere. No usarlo significaría graves daños al motor en el mediano plazo.

UN MOTOR DE BAJA CILINDRADA NO TIENE FUERZA

Nos escribe Jorge Samper:

Poseo un automovil Chevrolet Optra 1.4 L modelo 2006 sedan,no me quejo de su comportamiento en Ciudad pero en carretera es un poco sonso en loma y en el caso de una pendiente algo prolongada si no se toma con impulso se cuelga y hasta se apaga,me ha pasado en algunos parqueaderos en Bogota con la rampa un poco empinada,me interesa mejorar la fuerza para esos casos porque planeando y en subidas leves se porta bien.

La respuesta:

La respuesta a su inquietud, es que un motor 1.4 para un vehiculo de ese tamaño es un poco justo y de ahí su comportamiento.  Ademas no hay manera de incrementar su potencia de manera sustancial.

Ahora bien, el torque, que finalmente es la fuerza que requiere para moverse y en su caso para ascender pendientes, es un tema relativo.  El motor de su carro, por su cilindrada, tiene una baja potencia, lo que también se traduce en un bajo torque disponible es decir en poca fuerza.  Sin embargo, este torque es el que esta disponible a la salida del motor y este es aumentado para llegar a las ruedas por medio de la caja de cambios y el diferencial.  Esto quiere decir, que los fabricantes han previsto que un cuando un vehiculo requiera mas fuerza, como es el caso de una pendiente, se debe utilizar un cambio  de la caja  que aumente el torque disponible en las ruedas. Asi podrá enfrentar la pendiente con mayor fuerza. Como vera también ocurre que al ganar fuerza por este medio, pierde la capacidad de moverse a mayor velocidad y esto es debido precisamente al castigo por la falta de potencia del motor.

Por su construcción se puede decir que cualquier vehiculo, no importa el tamaño de su motor, es capaz de ascender una pendiente, sin embargo lo hara en forma mas veloz en la medida en que su motor sea de mayor tamaño o en otras palabras con mayor potencia.

Ahora bien, la potencia de un motor, depende por su formula, Potencia= torque x RPM, de las revoluciones a las que este girando.  Por eso, si usted requiere obtener su mayor capacidad de ascenso, hay que llevarlo en lo posible al máximo de las RPM disponibles.  Asi es el juego.

COMPRESORES Y TURBOALIMENTADORES..


La potencia de un motor de combustión interna esta fundamentalmente ligada a su cilindrada, que en última instancia es el volumen de aire con que es capaz de llenar sus cilindros en el ciclo de la aspiración. Para esta cantidad de aire el sistema de combustible, sea de carburador o de inyección deberá introducir una cantidad precisa de gasolina, normalmente en proporción de 14 partes de aire por una de combustible. Quiere decir esto que no obtenemos ningún resultado positivo sobre la potencia si aumentamos la proporción de gasolina, pues la combustión esta regida por leyes físicas y químicas de absoluta precisión.

La única forma de mejorar la potencia es aumentar la cantidad de moléculas de aire que ingresan al motor y así poder añadir la correspondiente cantidad de combustible. Para ello se usan compresores, aparatos que toman aire a presión atmosférica del exterior y lo introducen al motor a mayor presión. Existen dos clases: los turboalimentadores y los supercargadores.

Su diferencia está en la forma como son accionados, pues para poder funcionar necesitan una fuerza externa que los haga mover. Los turboalimentadores son un juego de dos turbinas unidas por un eje. Una de ellas se usa para mover los gases que irán comprimidos al motor y la otra, que es movida por los gases del escape del mismo motor, es la que produce el esfuerzo necesario para hacer el trabajo. Se aprovecha la energía de los gases de escape para proporcionar aire comprimido al motor.

Los supercargadores son un sistema de compresión en forma de lóbulos accionados por movimiento mecánico tomado directamente del motor, en algunos casos por correas o bandas y en otros directamente por piñones. En este caso se aprovecha la energía del cigüeñal del motor para obtener el movimiento que se usa para la compresión del aire.

En ambos casos se usa, de manera adicional un elemento muy mencionado: el intercooler. La razón es que el aire al ser comprimido por el turbo o por el supercargador aumenta su temperatura y aunque aun así hay mayor cantidades moléculas de aire por volumen para ingresar al motor, si estuviese frío seria aún mejor. La solución es colocar un radiador a la salida de los gases comprimidos y extraerle ese calor para poder así bajar su temperatura. Esto se hace con un radiador o enfriador que funciona con aire exterior que pasa a través de el.

El uso de estos aparatos cada vez se hace mas generalizado pues además de mejorar la potencia de los motores de forma importante, hace que su funcionamiento no se afecte por la altura sobre el nivel del mar.