Tras nuestra primera conducción con el nuevo tricilíndrico de BMW, tuvimos la oportunidad de profundizar un poco más en la tecnología de la nueva familia de motores en una conversación con el Dr. Bernardo López-Alvaredo. Entre otras cosas, se tratan temas como la supuesta ausencia de desactivación de cilindros y de turbocompresor TwinScroll, el sonido de un tricilíndrico y las ventajas frente a un cuatro cilindros con prestaciones similares. ¿Buscas coches de ocasión? El mejor coche segunda mano en Crestanevada.
La nueva familia de motores EfficientDynamics del Grupo BMW se utilizará tanto en modelos de tracción delantera como trasera, y tanto el motor diésel de tres cilindros como el de gasolina de tres cilindros son aptos para su instalación longitudinal y transversal.
Cres: Sr. López, a más tardar desde hoy está claro que BMW también utilizará motores de gasolina y diesel con tres cilindros en futuros modelos. Estos motores se utilizarán por primera vez en la próxima generación MINI, ¿qué otras aplicaciones están previstas?
Dr. López: Todavía no podemos dar detalles sobre las aplicaciones exactas, salvo una: en el BMW i8 Concept se utilizó un motor de gasolina de tres cilindros y el BMW i8 también recibirá un derivado de altas prestaciones de nuestra nueva familia de motores en la producción en serie. El lanzamiento al mercado comunicado para el BMW i8 [nota: a principios de 2014] también proporciona una buena orientación para el inicio de la nueva familia de motores.
Cres: El downsizing parece estar a la orden del día en la búsqueda de un menor consumo de combustible, y la mayoría de los competidores también se centran en cilindradas más pequeñas y turboalimentación. En BMW, muchos motores atmosféricos de seis cilindros han sido sustituidos recientemente por motores turboalimentados de cuatro cilindros, así que ¿por qué ahora también dan el paso a los de tres cilindros?
Dr. López: Esto tiene que ver con los muy diferentes vehículos que queremos propulsar con una eficiencia óptima dentro del Grupo BMW. Independientemente del número de cilindros, hemos estudiado qué cilindrada necesitamos para qué requisitos. Llegamos a la conclusión de que ciertas cilindradas son ideales para alcanzar determinados rangos de potencia y par para determinadas clases de peso. Con una gama de 1,5 a 3,0 litros de cilindrada, podemos satisfacer casi todos los requisitos.
Ahora entran en juego los desarrolladores de motores y dicen que 500 centímetros cúbicos es el volumen ideal para un solo cilindro. Esto da lugar a un reparto sensato de 1,5 litros de cilindrada para motores de tres cilindros, 2,0 litros para motores de cuatro cilindros, teóricamente 2,5 litros para motores de cinco cilindros y los consabidos 3,0 litros para un motor de seis cilindros.
Así que el motor de tres cilindros no se ha desarrollado porque queramos seguir reduciendo el tamaño, sino porque creemos que es la solución ideal para esta tarea específica.
Cres: Ya ha mencionado los 0,5 litros por cilindro, pero actualmente también existe un cuatro cilindros muy joven con 1,6 litros de cilindrada. ¿Se sustituirá este motor por un tricilíndrico en el futuro?
Dr. López: Este motor existe hoy en día, sí. No puedo decirle nada en este momento sobre la decisión concreta de equipar un 116i o un 118i u otro modelo con un tricilíndrico en un momento determinado. Pero hemos creado la posibilidad puramente técnica de hacerlo.
Cres: Suponiendo que ocurriera, ¿cuáles son exactamente las ventajas de un tricilíndrico? Mucha gente piensa en un tricilíndrico como una versión económica que, en definitiva, ofrece un cilindro menos, pero no cuesta menos…
Dr. López: También nos hemos hecho esta pregunta muy intensamente y también nos hemos convencido primero. No se trata de prescindir aún más, sino de que la reducción del número de cilindros abre nuevas posibilidades. Esto se debe a que el motor de tres cilindros está estrechamente relacionado con el motor de seis cilindros, tanto en términos de acústica y vibraciones como de capacidad de respuesta.
Los tres cilindros de un motor tricilíndrico trabajan juntos de tal manera que los flujos de gases de escape de cada uno de los cilindros están muy separados entre sí, lo que permite una buena respuesta (techn.: respuesta) del motor en caso de salto de carga.
Cres: ¿Puede calcular cuánto combustible ahorra un motor de tres cilindros en comparación con un motor de cuatro cilindros de aproximadamente la misma potencia?
Dr. López: Por supuesto, dependerá del nivel de potencia utilizado y del tipo de aplicación en el vehículo, pero el ahorro oscilará entre el 5 y el 15 por ciento, dependiendo de la posición que haya que sustituir. Sin embargo, no sólo tendremos que sustituir posiciones, sino que, debido a la introducción de modelos de tracción delantera, en el futuro tendremos que atender a una cartera de vehículos aún mayor. Para ello necesitamos motores que, a ser posible, podamos utilizar sin adaptaciones muy específicas.
Cres: ¿Están los nuevos motores también por debajo de los motores de cuatro cilindros en cuanto a peso?
Dr. López: Sí. También en este caso sigue siendo difícil dar una cifra concreta, pero la reducción de peso contribuirá en cualquier caso a una mayor dinámica y también garantizará una reducción del consumo por esta vía.
Cres: El tema del sonido de los motores de tres cilindros es visto con ojos críticos por mucha gente, porque hasta ahora los motores de tres cilindros se han utilizado sobre todo en coches pequeños con pocas exigencias de suavidad y confort. Desde este punto de vista, estos motores no son adecuados para BMW. ¿Qué se ha hecho para convencer a los clientes durante una prueba de conducción?
Dr. López: El sonido acústicamente perceptible de un tricilíndrico es relativamente similar al de uno de seis cilindros. Esto se debe a que dispara exactamente la mitad de veces que un seis cilindros y, por tanto, excita frecuencias similares. Pero también produce algunas frecuencias más bajas que no conocemos del seis cilindros. Mientras que el seis cilindros ofrece frecuencias más altas a altas revoluciones, el tres cilindros, que se dispara sólo la mitad de veces, ofrece aquí frecuencias más bajas. Hay que tener esto en cuenta, pero no se trata de reproducir una imagen sonora artificial. Hay que filtrar estas frecuencias como en cualquier otro motor, por ejemplo en el tubo de escape. En la Serie 1 de tres cilindros que se conduce hoy en día, se utiliza un sistema de escape que no plancha el sonido, sino que lo hace perceptible conscientemente. Con ello se pretende demostrar que el sonido se puede moldear y que es muy deportivo y dinámico. Las frecuencias producidas por el motor son audiblemente similares a las del seis cilindros, lo que nos da mucho margen.
Cres: Varios competidores han empezado recientemente a utilizar la desactivación de cilindros para reducir aún más el consumo de combustible. Incluso en los potentes motores de ocho cilindros, la mitad de los cilindros se desconectan cuando no se necesita la potencia de estas cámaras de combustión. ¿Por qué BMW ha optado por Valvetronic?
Dr. López: El Valvetronic es un sistema que hace dos cosas muy bien en el paquete TwinPower Turbo: A cargas bajas y medias, podemos conducir de forma muy eficiente con él porque conducimos sin estrangulamiento y podemos controlar el volumen de aire exclusivamente a través de las elevaciones de las válvulas y, por tanto, casi sin pérdidas. En combinación con el turbo, también aporta ventajas dinámicas porque puedo controlar el mayor volumen de aire gracias a que el turbocompresor está muy cerca de la entrada del cilindro, por lo que la columna de aire que hay que controlar es relativamente pequeña. Así que tenemos ventajas significativas en las áreas de eficiencia y dinámica.
La desactivación de cilindros también es un sistema que permite aumentar la eficiencia en determinados ámbitos al hacer funcionar temporalmente la mitad de los cilindros con una carga mayor y, por tanto, en un rango más eficiente. Sin embargo, según nuestros análisis, la desactivación de cilindros tiene algunas desventajas decisivas en comparación con Valvetronic: en primer lugar, el rango en el que puedo utilizar la desactivación de cilindros es significativamente limitado: sólo puedo activarla a regímenes de motor más tardíos y tengo que volver a desactivarla a regímenes de motor más tempranos. Además, la desactivación de cilindros funciona muy bien sobre todo cuando se conduce con una carga lo más constante posible y no se acelera. Además, el Valvetronic se puede utilizar directamente desde un arranque en frío y no sólo después de que el motor haya alcanzado una cierta temperatura. En definitiva, el Valvetronic es, en nuestra opinión, la medida claramente mejor para un uso generalizado en la vida cotidiana.
Cres: ¿Existen también desventajas relevantes con la desactivación de cilindros en términos de comportamiento acústico y de vibraciones?
Dr. López: Sí, al desconectar la mitad de los cilindros se consigue una mayor uniformidad de rotación, menos cilindros trabajan con un par más alto. Tengo que compensar este cambio de alguna manera, por ejemplo utilizando cojinetes activos o modificando artificialmente el sonido. Además, podemos utilizar el Valvetronic en todos nuestros motores independientemente del número de cilindros. Para la desactivación de cilindros necesito al menos un número par de cilindros, y con un V6, por ejemplo, está la cuestión de si quieres desactivar una bancada entera. Así que no se puede utilizar de forma generalizada sin restricciones, como pretendemos hacer con el Valvetronic.
Cres: ¿Puede decir ya algo sobre la potencia que se puede obtener de los motores de tres cilindros?
Dr. López: La mayoría de los motores tendrán entre 90 y 150 kW para los de gasolina y entre 60 y 135 kW para los diésel, pero es posible que haya excepciones en los extremos superior e inferior de este espectro. El tricilíndrico del BMW i8, por ejemplo, estará ligeramente por encima, pero también se pueden imaginar motores por debajo de este espectro.
Cres: Eso cubriría casi todas las necesidades de la próxima generación MINI.
Dr. López: Efectivamente, tenemos un área en la que sustituiremos los anteriores motores de entrada de gama de cuatro cilindros actuales. Así que será una decisión estratégica de producto qué motores se utilizarán.
Cres: BMW utiliza la turboalimentación TwinScroll en casi todos sus nuevos motores, pero el tricilíndrico viene con turboalimentación MonoScroll. ¿Se está ahorrando aquí o cómo se ha llegado a esta situación?
Dr. López: En general, siempre tenemos en cuenta el motor, la aplicación y el nivel de potencia o par antes de decidir el tipo de turbocompresor perfecto para él. Con los motores diésel, por ejemplo, tenemos toda la gama, desde un turbocompresor hasta tres turbocompresores, con turboalimentación de una y dos etapas, además de geometría de turbina variable. Con los motores de gasolina, no tenemos tanta variabilidad.
Pero volvamos al motor de tres cilindros: los sistemas turbo múltiples, ya sean TwinScroll o varios cargadores individuales, los fabricamos principalmente en el motor de gasolina para poder aprovechar perfectamente los flujos de los gases de escape calientes en los álabes del turbocompresor. En el caso de los motores de cuatro y seis cilindros, se producen solapamientos: Mientras un cilindro todavía está en el proceso de sacar los gases de escape de la cámara de combustión, los gases de escape del cilindro siguiente ya están entrando en juego. Dependiendo del punto de funcionamiento, estos flujos de gases de escape pueden influirse negativamente entre sí. En el tricilíndrico no se da esta situación porque los cambios de carga están más separados.
Cres: Entonces, ¿el sobrealimentador MonoScroll no empeorará la respuesta?
Dr. López: No, en absoluto. Desde el punto de vista del cambio de carga, un TwinScroll no aportaría más ventajas con el tricilíndrico. En este sentido, el nuevo motor es al menos tan bueno como el cuatro cilindros con sobrealimentación TwinScroll.
Cres: En el futuro, también habrá muchas más piezas comunes entre los motores de gasolina y diésel. Cómo es posible y cuáles son las ventajas?
Dr. López: En pocas palabras, los motores de gasolina se han acercado a los diésel en los últimos tiempos gracias a la turboalimentación. Por lo tanto, tenemos elementos similares, como los turbocompresores, que naturalmente también me gustaría instalar en lugares similares con vistas al embalaje global, para aprovechar al máximo los espacios de instalación. La turboalimentación también ha aumentado considerablemente la carga específica de los motores de gasolina en comparación con los motores atmosféricos, lo que se traduce en cargas de componentes similares a las del diésel. Por lo tanto, hoy en día merece más la pena que en el pasado pensar en componentes comunes. Concretamente, por ejemplo, podemos utilizar el cárter de fundición de aluminio para motores de gasolina de tres cilindros y motores diésel de tres cilindros de forma idéntica y adaptarlo específicamente sólo en los pasos de procesamiento posteriores. Por supuesto, también hay algunas piezas que no podemos utilizar en ambos tipos de construcción, pero podemos lograr un alto grado de homogeneidad sin desventajas para uno u otro motor.
Cres: ¿Puede decir ya en qué lugares se fabricarán los nuevos motores?
Dr. López: Todavía no se han tomado decisiones concretas al respecto, pero el objetivo declarado es tener bastante más flexibilidad que antes. En el pasado, por ejemplo, no siempre podíamos fabricar tantos motores diésel como demandaba el mercado. En el futuro, será posible fabricar tanto motores de gasolina como diésel en las grandes líneas de montaje, lo que nos dará opciones adicionales.
Cres: ¿Puede resumir qué razones hablaron a favor del tricilíndrico, aunque los motores económicos de cuatro cilindros ya estaban en la estantería?
Dr. López: La decisión a favor del tricilíndrico no debe entenderse como una decisión en contra del tetracilíndrico. El cuatro cilindros sigue desempeñando un papel esencial en nuestra cartera de motores, aunque haya solapamiento con el tres cilindros en una determinada gama de potencia. El motor que se utilice en un vehículo concreto será una decisión de los responsables de cada vehículo, en la que siempre habrá que tener en cuenta el paquete completo. El diseño más compacto de un motor de tres cilindros también facilita la electrificación, por ejemplo, porque requiere menos espacio en el compartimento del motor que uno de cuatro cilindros. En este sentido, el tricilíndrico nos ofrece algunas posibilidades más que no tendríamos con los motores de cuatro cilindros.