Por qué los motores turbo pequeños no siempre ofrecen la economía de combustible prometida
Hola a todos y bienvenidos. Es posible que hayan conducido o comprado un vehículo con un motor turbo pequeño que prometía tener la potencia de un V6 y, al mismo tiempo, la economía de combustible de un motor de cuatro cilindros pequeño. Sin embargo, al conducirlo, se dieron cuenta de que los números no coinciden con los que se ven en la etiqueta que promete cierta economía de combustible.
En este artículo, vamos a hablar sobre por qué los motores turbo pequeños no siempre ofrecen la gran economía de combustible que prometen. Comenzaremos hablando de los beneficios reales de estos motores, pero también veremos por qué es posible que no veamos esos números de economía de combustible en la vida real que los fabricantes dicen que se obtendrán.
Beneficios de los motores turbo pequeños
Hay razones legítimas por las que podrías elegir un motor más pequeño con turbo. Estos motores son más pequeños y pesan menos. Tienen menos partes móviles, lo que significa menos fricción y menos pérdidas por bombeo. Dependiendo de cómo conduzcas y cómo cargues el motor, en realidad puedes obtener una muy buena economía de combustible con estos motores turbo pequeños.
Sin embargo, cuando necesitas más potencia, las cosas cambian un poco. Cuando observamos un motor, tenemos el motor en sí y el turbo. Básicamente, el turbo se alimenta de los gases de escape y aporta aire adicional al motor. Supongamos que hay una presión atmosférica en el motor de alrededor de 14.7 psi, y con el turbocharger, podemos agregar unos 7.5 psi de impulso adicional. Ahora tenemos alrededor del 50 por ciento más de oxígeno en el motor, lo que nos permite inyectar más combustible y obtener alrededor del 50 por ciento más de potencia.
La idea detrás de un turbo es muy ingeniosa. Te permite tener motores de menor tamaño que aún obtienen mucha potencia. Sin embargo, puede llegar a ser una elección entre potencia o eficiencia, no necesariamente ambos al mismo tiempo, aunque hay formas de lograr ambos objetivos al mismo tiempo.
El problema con los motores turbo
El problema con los motores turbo tiene que ver con algo llamado «knock» (golpeteo). Cuando un pistón comprime la mezcla de aire y combustible en su camino hacia la parte superior del cilindro, la bujía de encendido se enciende y, por supuesto, enciende la mezcla de aire y combustible.
Sin embargo, debido a la alta temperatura y presión causadas por la sobrealimentación del turbo, puede haber bolsas de aire y combustible lo suficientemente calientes como para encenderse por sí solas. Esto resulta en dos fuentes de ignición y puede provocar daños severos si el motor sufre knock.
Un motor turbo introduce más aire y combustible, lo que da como resultado una mayor presión en cada cilindro. Esto se traduce en temperaturas más altas en cada cilindro y, por lo tanto, aumenta la posibilidad de sufrir knock. Entonces, ¿qué pueden hacer los fabricantes para evitar el knock sin sacrificar la potencia?
Una opción es ajustar la sincronización de encendido, pero eso significa menos eficiencia y menos potencia en general. Otra opción es reducir la relación de compresión, lo que también significa menos potencia y menor eficiencia en general. Es por esto que los motores turbo generalmente tienen una relación de compresión significativamente menor que otros motores.
Sin embargo, la verdadera razón por la cual es posible que no veamos una gran economía de combustible en los motores turbo pequeños tiene que ver con la mezcla de aire y combustible en situaciones de alta carga. Cuando pisas a fondo el acelerador en un motor turbo pequeño, el motor intenta evitar escenarios de alta temperatura en cada cilindro y lo hace utilizando una mezcla de aire y combustible muy rica.
En condiciones ideales, se utiliza una relación de 14.7 a 1 (aire-combustible) para quemar todo el oxígeno y el combustible de manera eficiente. Sin embargo, cuando se utiliza un alto nivel de impulso y aceleración, esta relación puede reducirse a entre 11 a 1 y 12 a 1 para reducir la temperatura del cilindro. Es extraño que agregar más combustible realmente reduzca la temperatura, pero el cambio de fase de líquido a gas al inyectar más combustible enfría el cilindro. El resultado es que necesitas inyectar más combustible para reducir la temperatura del cilindro, lo que significa que estás generando potencia de manera menos eficiente.
En comparación, un motor atmosférico más grande, aunque tenga desventajas, como tener más cilindros y mayor tamaño para escenarios de baja carga, no tiene que utilizar mezclas tan ricas de aire y combustible en situaciones de alto par. Agregar más cilindros reduce la carga de trabajo de cada uno, lo que significa que las presiones y temperaturas en cada cilindro son más bajas.
Como resultado, no es necesario utilizar mezclas tan ricas de aire y combustible en un motor atmosférico para generar la misma cantidad de par en comparación con un motor turbo. Esto se traduce en una mayor eficiencia energética, ya que se puede generar más potencia con la misma cantidad de combustible.
Así que, en resumen, los motores turbo pequeños tienen la ventaja de ofrecer una buena economía de combustible en cargas bajas. Sin embargo, cuando se les pide más potencia, necesitan utilizar mezclas de aire y combustible más ricas, lo que reduce la eficiencia y se traduce en una peor economía de combustible.
Entonces, ¿por qué elegir esta estrategia en primer lugar? Desde el punto de vista de los fabricantes, si buscan publicar números de economía de combustible de acuerdo con los estándares de la EPA (Agencia de Protección Ambiental) que no requieren altas cargas ni aceleraciones intensas, pueden usar un motor turbo pequeño para mostrar cifras de economía de combustible excelentes en esas pruebas.
Sin embargo, si el motor se utiliza en escenarios de alta carga, la economía de combustible disminuye considerablemente. Es interesante ver cómo los fabricantes deciden qué tan precisos quieren que sean los números publicados por la EPA en relación con la economía de combustible que realmente obtendrás al conducir el vehículo.
