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| Esquema motor Volkswagen Corrado 4 c 1800 cc GLader G60 |
LA NECESIDAD
ACTUAL DE LA SOBREALIMENTACIÓN
La utilización de los beneficios de la sobrealimentación
de motores de combustión interna se realiza desde los inicios de la automoción
(Daimler en 1885). Con más motivo, la sobrealimentación también llegó al mundo
de los motores para transporte pesado, camiones, maquinaria de obras públicas,
incluso aviación, y, por supuesto, a los motores de tractores, cosechadoras,
vendimiadoras…
En los últimos años ha llegado una “moda” que a
mi particularmente no me gusta, pero… Me refiero a los motores de baja
cilindrada. No nos engañemos porque esa “moda” ha venido impuesta por las
necesidades originadas por las restricciones del nivel de emisiones. Así que
con estos “mini motores” con “pocos cm3 para tanto caballo” están
aún más necesitados de la sobrealimentación.
La ecuación debe ser motores más limpios, con
menos consumo y mismas prestaciones. Ecuación cuya solución pasa, casi si o si,
por la sobrealimentación.
En la sobrealimentación confluyen varios “inventos”
que difieren entre sí, aunque la idea es la misma. En estas mismas páginas ya
he dedicado algunas entradas a la sobrealimentación mediante turbocompresor: El turbocompresor, la vieja novedad, y El turbocompresor, eficiencia o marketing
La entrada de hoy va encaminada a entender otro
método de sobrealimentación, más en línea con los compresores que con los “turbo”.
¿QUÉ
ES LA SOBREALIMENTACIÓN?
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| Despiece G-Lader |
A motores iguales, la potencia de un motor es
función de la cantidad de aire y combustible que se pueda inyectar en sus
cilindros en un tiempo determinado. La cantidad de combustible es “sencilla”, depende
de mejorar la presión de inyección, el número de toberas de inyección e incluso
las micro y multi inyecciones en un mismo ciclo.
En cuanto al aire inyectado, ya es otro “cantar”.
Para empezar, hay que respetar la relación estequiométrica aire-combustible. Un
sistema de admisión común tomará el aire directamente del exterior, pero si
queremos meter más aire hay que recurrir a la sobre alimentación y que es
utilizar algún elemento que aumente la cantidad de aire que llega al motor
durante la admisión.
Compresor
Suelen ser bombas de aire que reciben el
movimiento desde el motor (con correa o cadena o incluso engranaje) y bombea el
aire hacia la admisión.
Los primeros desarrollos se hicieron desde la
aeronáutica puesto que los motores de aviones perdían mucho rendimiento según
ascendían por la falta de oxígeno en altura. Aquellos primeros desarrollos se
encaminaron a desarrollar tecnología de compresores. No fue hasta la década de
los 70 cuando los ingenieros empezaron a mirar más hacia el turbocompresor
dejando de lado el desarrollo de los compresores.
El problema es que existe una conexión mecánica
con el motor y por lo tanto hay más fricción.
Compresor-turbocompresor: La
diferencia está en el funcionamiento. Un turbocompresor utiliza los gases de
escape como fuente de energía. En el caso de un compresor se impulsa
mecánicamente por el motor. La ventaja del compresor es que siempre funciona,
sin el típico retraso de respuesta de un turbo convencional. Incluso a baja
velocidad y baja carga el compresor ya está funcionando.
COMPRESOR
G
El tipo de compresor que se analiza en esta
entrada se llama compresor G o también G-lader. (Ver esquema I)
El compresor G es un compresor mecánico pero
volumétrico. Son compresores que en cada ciclo insuflan un volumen determinado
de aire. El funcionamiento del compresor G no es sencillo de entender. El
fabricante que más los ha usado, sobre todo en la década de los 90, ha sido
Volkswagen en modelos tan populares como Polo, Golf, Passat y Corrado.
Funcionamiento: El
G-lader recibe el movimiento desde el cigüeñal. El aire atmosférico pasaba
desde el exterior hacia una carcasa con unos canales en paralelo con forma de
espiral, de ahí su nombre, “G”. En el interior se ve otra doble espiral que va
montada en un eje excéntrico. Esta segunda espiral por tanto se mueve cuando se
mueve el motor (es “similar” al rotor de un motor Wankel) Estas espirales en un
compresor G de Volkswagen tenían una profundidad (altura del canal) entre los
40 y los 60 mm según versión (por eso el fabricante alemán llamaba compresor G40
y G60) (Ver esquema II)
Ese movimiento excéntrico de la espiral móvil
dentro de la fija genera una especie de “ondas” de aire que van avanzando
dentro del laberinto (desde fuera hacia dentro) a la vez que se va reduciendo
el volumen disponible, es decir, aumentando la presión que es lo que se buscaba.
La sobrepresión ronda los 0,8 bar. Puede haber un exceso de sobrepresión, si
así ocurre, el exceso se desvía a una válvula de escape.
¿Se
sigue montando?: Aquellos coches del grupo Volkswagen que lo
montaban rápidamente tuvieron una “leyenda negra” que los gravaba. Se trataba
de los problemas técnicos que el G-lader tenía y que necesitaba reparación
frecuente; eso unido a su fama de “gastón” obligó al fabricante a dejar de
montarlo.
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| Handtmann compressor |
Que yo sepa, en estos momentos, no hay ningún
coche ni tractor que monte este tipo de compresor, pero se usa mucho, por
ejemplo, en los equipos de aire acondicionado (un fabricante que los hace es Handtmann Ver vídeo del G-Lader en compresor de AA)
Patente de EEUU 801.182: El sistema
fue patentado hace ya más de 1 siglo. Lo hizo Léon Creux en 1905 pero la
necesidad de métodos de fabricación que exige tolerancias de décimas de
milímetro entre ambas espirales sin contactar entre ellas retrasó su puesta en
fabricación hasta que hacia 1990 ya fue posible su producción.
Bibliografía:
- Development of Volkswagen's Supercharger G-Lader; B. Wiedemann, H. Leptien, G. Stolle and K.-D. Emmenthal. SAE Transactions. Vol. 95, Section 1 (1986), pp. 522-538
- Manual de Automóviles – Arias-Paz
