Ford Fiesta Titanium - Parte 1 - Historia

En la historia automotriz ha habido carros que han puesto ciertas características al alcance de los compradores, por ejemplo en 1908 Henry Ford popularizó el Modelo T en los Estados Unidos gracias a sus avances en la producción en serie (para 1914 solo se requerían 93 minutos para fabricar un Modelo T), era un carro que costaba 900 dólares pero que para 1920 solo costaba 395 dólares. Luego en 1964 el equipo de Lee Icaccoa presentó al Pony Car que popularizaría este segmento, me refiero claro está al Ford Mustang, el cual permitió que sus compradores accedieran a un vehículo con tintes deportivos por menos de $2500 USD (en ese año el ingreso mínimo por persona al año era de unos $1000 USD pero la mayoría de personas devengaban entre $1000 y $3000 USD/año [1]). 

Ford Mustang de 1965, tomada de "THE ORIGINAL 1965 FORD MUSTANG PRESS KIT AND MEDIA DRIVE" Ford Motor Company. Disponible en <https://media.ford.com/content/fordmedia/fna/us/en/news/2013/08/20/the-april-1964-ford-mustang-introduction-road-rally.html>

Si hablamos de la historia automotriz en Colombia tal vez el Mustang y el Modelo T no ocupen los primeros puestos en relevancia, ese título podría llevárselo el afamado Renault 4 también conocido como "El amigo fiel", el cual no solo fue el primer carro ensamblado y luego fabricado por Sofasa sino que fue el primer carro de muchos Colombianos; aunque en mi opinión hay otro carro que tiene una gran importancia en la historia automotriz reciente, no por ser el más popular o el más económico, sino porque es el carro más accesible del mercado Colombiano en el cual su comprador irá con un equipamiento de seguridad completo según los estándares actuales.

HISTORIA

Pero antes de hablarles sobre la asombrosa seguridad del Fiesta, les voy a contar un poco de este carro pues aunque acá no es muy conocido en Europa siempre ha tenido un puesto privilegiado en las ventas donde ya acumula seis generaciones. 

Tal vez hayan notado que el Fiesta no se parece mucho a los productos típicos de Ford Norteamérica (grandes sedanes y camionetas), la explicación es sencilla pues fue desarrollado inicialmente por una subsidiaria de Ford llamada Ford of Europe, una empresa fundada en 1967 que unía la división Británica y la división Alemana de Ford. 

Fiesta Mk1

Ford Fiesta MK1 - Foto de Rudolph Stricker tomada de Wikipedia (GNU Free Documentation License), disponible en <https://en.wikipedia.org/wiki/Ford_Fiesta_(first_generation)#/media/File:Ford_Fiesta_MK1_front_20071023.jpg>

La idea con el Fiesta era posicionar un producto por debajo del Escort que pudiera competir con el Renault 5 y el Fiat 127, comenzó su producción en 1976 en una nueva planta en Valencia-España y rápidamente se convirtió en el primer vehículo exitoso de Ford con tracción delantera, tanto que para el tercer año sus ventas ya acumulaban el millón de unidades. 

En esta primera generación apareció la versión deportiva del Fiesta llamada XR2, la cual estaba impulsada por un motor Ford Kent-Crossflow de 1.6 litros, este motor tenía una particularidad en el diseño de la culata pues era completamente plana, sin cámara de combustión pues esta se encontraba integrada en el pistón; las otras versiones del Fiesta Mk1 utilizaban un rediseño de este motor llamado Kent-Valencia (por la planta Española donde se producía), esta versión de ese motor sí tenía la cámara de combustión en la culata y el pistón de cabeza plana.

Parte inferior de la culata de un motor Ford Kent Crossflow, la cámara de combustión estaba integrada en los pistones.

Pistones de un motor Ford Kent Crossflow con cámara de combustión integrada en la cabeza del pistón.

Fiesta Mk2

La segunda generación o Mk2 llegó en 1983, básicamente fue un re-styling o actualización profunda de la primera generación, también fue un éxito en ventas en todo Europa, especialmente en Inglaterra donde solo era superado por su "hermano mayor" el Escort y en Alemania occidental (eso fue antes de la reunificación) donde inicialmente superó al Volkswagen Polo en ventas y solo fue superado por el Opel Corsa. En esta segunda generación se rediseñó el frontal para darle espacio a un nuevo motor llamado CVH.

Ford Fiesta Mk2

Fiesta Mk3

La tercera generación apareció en 1989, fue un cambio considerable en cuanto a las generaciones anteriores debido a que se trataba de una plataforma totalmente nueva; el éxito continuó asegurado a tal nivel que para su segundo año de producción había logrado el millón de unidades vendidas. En esta generación también hubo versiones deportivas, inicialmente la XR2i con un motor atmosférico de 1.6 litros que no duraría mucho pues casi inmediatamente fue reemplazada por el RS Turbo (aparece por primera vez el "apellido" RS), el cual tenía un motor basado en el 1.6 del XR2i pero con un turbocompresor Garrett T2 que subía la potencia desde los 104 hasta los 133 caballos; este modelo fue reemplazado por el RS1800 el cual tenía un motor atmosférico/aspirado Zetec con 1.8 litros, doble árbol de levas y 130 HP que sacrificaba algo de desempeño respecto a la versión Turbo.

Ford Fiesta Mk3

Fiesta Mk4

Es presentado en 1995 y a diferencia de las generaciones previas este Fiesta sí lo conoceríamos bastante bien en Colombia, pues fue el primer Fiesta ensamblado fuera de Europa y a nosotros nos llegaría en 1997 desde la planta de São Bernardo do Campo en Brasil. 

Aunque el Fiesta Mk4 compartía la plataforma con su predecesor, se hicieron rediseños profundos de muchos componentes, uno de ellos fue la suspensión, la cual le dio a este Fiesta una excelente respuesta en curvas, característica que se ha mantenido en las demás generaciones.

Ford Fiesta Mk4 -  tomada de Wikipedia (GNU Free Documentation License), disponible en <https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/9e/Ford_Fiesta_MK4_front_20070926.jpg/1024px-Ford_Fiesta_MK4_front_20070926.jpg>

Por aquel entonces Ford poseía el 33% de las acciones de Mazda y ambas marcas colaboraban en el diseño de múltiples productos, debido a eso el Fiesta Mk4 tuvo un "hermano gemelo" en Mazda llamado 121 o Soho 121, solo se vendió en algunos mercados Europeos y no tenía nada que ver con el 121 que conocimos acá. Curiosamente y aunque ambos vehículos se fabricaban en las mismas líneas de producción con las mismas piezas, los Mazda 121 resultaron siendo más confiables que los Ford Fiesta.

Fiesta Mk5

La quinta generación del Fiesta apareció como modelo 2002, aquí ya se percibía el lenguaje de diseño "New Edge" con sus formas características como las líneas nítidas y superficies "tensas", los arcos de rueda en los guardabarros ensanchados y la parrilla trapezoidal, este lenguaje de diseño tuvo un efecto positivo en las líneas de montaje de las fábricas, pues redujo los tiempos de producción y los paneles de la carrocería eran más fáciles de alinear.

El Mk5 tenía una plataforma totalmente nueva, aunque la mayoría de motores fueron evoluciones de la anterior generación. En nuestro mercado apareció en el año 2005 y fue conocido por el "Supercharger" por su motor Rocam de 1.0 litro al que le implantaron un Supercargador, esto le permitía desarrollar una potencia de 96 HP, esa potencia era equivalente a la versión atmosférica/aspirada del Fiesta 1.6 (el cual tenía 98 HP), aunque la ventaja para el motor de 1.0 litro con Supercargador es que no pierde tanta potencia a medida que aumenta altura sobre el nivel del mar.

Las versiones Europeas ya contaban con airbags frontales, laterales y de cortina, aunque habría que esperar hasta el año 2005 para poder acceder al Control Electrónico de Estabilidad (el cual no estaba disponible en todas sus versiones pero sí en las más potentes). 

La versión más deportiva de este Fiesta fue la ST, apareció en el año 2005 y debajo del capó tenía un motor Duratec de 2.0 litros y 150 caballos (el mismo del Focus de primera generación), este Fiesta también fue conocido por tener una estabilidad asombrosa a pesar de no contar con una suspensión trasera de tipo independiente como la de su "hermano mayor" el Focus.

Fiesta Mk6
En el año 2008 apareció la generación actual del Fiesta, fuertemente influenciada por el nuevo lenguaje de diseño "Kinetic Design" proveniente de los estudios de diseño de Alemania e Inglaterra, sus formas ya se habían anticipado en el Ford Verve concept donde ya se evidenciaba que la parrilla estilo Aston Martin podría hacer parte del diseño frontal (Aston Martin fue propiedad de Ford hasta el año 2007).

El Fiesta Mk6 tenía una gran tarea que cumplir, no solo debía mantener el éxito alcanzado por las generaciones anteriores sino que debía ser un carro de clase mundial, que pudiera venderse en los mercados más exigentes del mundo; en Europa no parecía algo difícil de alcanzar teniendo en cuenta el éxito obtenido por las generaciones anteriores, pero este Fiesta se habría de vender también en los Estados Unidos un mercado reacio a los mini cars; también sería exportado a Japón, un mercado donde los Kei car y los "locales" se llevan la mayoría de las ventas y en el cual es bastante difícil que un vehículo de una marca extranjera se llegue a vender bien.

Las primeras impresiones que dieron los expertos del motor alrededor del mundo fueron muy positivas: el diseño, la estabilidad, la conducción, la tecnología disponible y su seguridad auguraban un buen futuro al Fiesta, tan así que rápidamente se convirtió en un éxito en ventas y un referente en su categoría, aunque para contarles en detalle cómo logró su éxito arrasador tendremos que esperar a la segunda parte de esta prueba.

BIBLIOGRAFÍA
[1] INCOME OF 1965 OF FAMILIES AND PERSONS IN THE UNITED STATES. CONSUMER INCOME. Series P-60, No. 51, P. 1. [Citado el 14 de Enero de 2016] Disponible en <http://www2.census.gov/prod2/popscan/p60-051.pdf>

Reprogramación de ECU - Parte 2 - Motoza

¿Qué tiene este carro de especial?, ¿acaso se me olvidó que con un motor turbo se pueden lograr estos niveles de potencia y torque fácilmente?, me hago estas preguntas pero sé qué hay una razón para mi asombro, no se trata sólo de algunas modificaciones hechas a un Jetta GLI, se trata de un cerebro que hace funcionar todo de la mejor manera, un cerebro que ha sido creado con un nivel de detalle asombroso, un cerebro llamado Motoza.

Todas las "repro" son diferentes, cada una de ellas tuvo un programador que según su experiencia y conocimientos encontró una forma de extraer más potencia de un motor, es algo casi artesanal y por ende los resultados pueden variar mucho de una reprogramación a otra, ¿por qué?, bueno aparte que hay muchos parámetros que se pueden modificar, también existen unas condiciones iniciales de las que hablábamos en la entrada anterior: presión atmosférica, temperatura, humedad relativa, calidad de la gasolina, y estas varían, así que una repro que funciona muy bien en Alemania (gasolina de 98 octanos RON y climas mayormente fríos) podría no funcionar igual de bien en Colombia (gasolina de 91 RON máximo, diversidad de climas y en el caso concreto de Bogotá D.C. una presión atmosférica muy baja).

Esto conlleva a que existan muchas "repros" que logran buenos resultados en otros lugares del mundo pero que acá no alcanzan los números prometidos, no va sólo en el conocimiento que tenga el Tuner con respecto al motor y a la programación, sino al conocimiento de las condiciones ambientales donde va a funcionar el motor. En este caso particular de Motoza se trata de una repro que nos llega desde las Montoñas Rocosas en Estados Unidos, más específicamente desde Colorado, que aparte de tener una geografía muy accidentada con grandes picos montañosos y alturas considerables sobre el nivel del mar, también tienen una gasolina que sin llegar a los bajos niveles de la Colombiana, tampoco llega al nivel de octanaje encontrado en la gasolina que se comercializa en la Unión Europea o Japón, así que saben "una o dos cosas" sobre las condiciones que se pueden presentar acá.

Habíamos visto algunas variables que aunque puedan parecer poco interesantes son en realidad muy importantes para entender por qué las "repro" se pueden hacer y funcionan, sin embargo aun sabiendo todo esto es sorprendente como en Motoza han llevado su reprogramación a un nivel asombroso de desarrollo pues en principio no llevan el turbo fuera de parámetros seguros, no abusan del avance de chispa ni enriquecen exageradamente la mezcla aire-combustible, pero vamos por partes.

¡Más boost!

Una de las formas más sencillas de ganar potencia es aumentando el boost, para estos motores y sistemas de inyección el control de boost es un sistema de control electrónico, así que la Wastegate del turbo (un solenoide que limita la presión de soplado de este) es controlada por la ECU, para este caso a través de la válvula N75, sin embargo los turbocompresores tienen una zona de eficiencia en la cual trabajan y salir de esa zona podría terminar en un exceso de velocidad de giro del turbo o en "surge" y eventualmente en un catastrófico rompimiento prematuro del turbo.

Algunos Tuners llevan los K03s fuera de las curvas del mapa del compresor donde este puede llegar a producir más de 22 [psi] a la altura de Bogotá, sacrificando notablemente su confiabilidad (pues a la larga se trata de un turbo pequeño que a la altura de Bogotá debe trabajar "extra" y muy rápido para lograr esos niveles de boost); en Motoza saben que se debe encontrar un buen equilibrio entre rendimiento y confiabilidad así que logran unos números excelentes a sólo 18,5 [psi] a la altura de Bogotá, de forma que el turbo se encuentra en una zona segura y su confiabilidad no se ve comprometida. ¡Excelente!

Entonces en Motoza no abusan del boost, así que deben adelantar chispa y enriquecer hasta el infinito ¿correcto?, No.

Bajo ciertas condiciones entre más avance de chispa (adelantar el momento en que salta la chispa de encendido) más potencia, hasta que se llega a un punto donde la detonación/cascabeleo comienza a ser el factor limitante, las soluciones que pueden darse a través de la ECU/ECM son reducir el boost o enriquecer la mezcla, pero buscando un equilibrio, pues si la ECU/ECM detecta a través del Sensor de detonación o Knock Sensor que se está produciendo cascabeleo se produce una corrección de chispa, esto quiere decir que se retrasa el momento de encendido y más allá de este punto no lograremos mejores cifras de potencia con este método.

Y hay otro detalle, si esta programación tiene cierto valor de corrección de chispa a la altura de Bogotá, cuando llevemos nuestro carro cerca al nivel del mar donde generalmente a estas latitudes también viene per se un aumento de temperatura, tendremos un mayor riesgo de detonación y por lo tanto la ECU/ECM va a proteger el motor con una corrección de chispa que puede ser tan alta como 10 grados, así que no habremos ganado nada. La reprogramación que ofrece Motoza no tiene niveles de boost o de avance de encendido agresivos, por eso puede presumir de valores de corrección de chispa que no sobrepasan los 4 grados al nivel del mar. De nuevo... ¡Excelente!.

¿Y a todas estas de qué se trata ese cascabeleo o detonación?

Explicación técnica:

La detonación ocurre en el proceso de combustión cuando el avance de frente de llama, el cual está presurizado y calentando la mezcla no quemada que se encuentra alrededor de este, lo hace a una velocidad que el combustible que no se ha quemado en esa zona logra su temperatura de auto ignición antes que sea alcanzado por el avance de frente de llama. El resultado es que la mezcla que no se ha quemado explota espontáneamente y sobre toda la zona donde la temperatura de auto ignición se ha alcanzado. [1].

Enriqueciendo la mezcla

Cuando el riesgo de detonación o "cascabeleo" aumenta se pueden buscar varias soluciones, (las soluciones mecánicas a este problema serán tema de otra entrada), desde la ECU/ECM se puede enriquecer la mezcla aire-combustible o AFR (por sus siglas del Inglés Air Fuel Ratio), sin embargo esto aumenta el consumo de combustible y tiene un límite, sin embargo en el caso de Motoza, el programador no tuvo que llegar a los límites de enriquecimiento de mezcla para obtener buenos resultados y evitar la detonación (y por ende el retraso de chispa de encendido).

El tuner debe buscar un equilibrio entre avance y enriquecimiento de mezcla, además si se enriquece después de cierto valor (aproximadamente más allá de AFR de 12,5:1) no solo se aumenta el consumo, emisiones contaminantes y los depósitos de carbón sino que el mismo enriquecimiento sofoca el frente de llama.

¿Entonces dónde está el secreto?

Motoza por el momento sólo tiene disponible la reprogramación para los motores 1.8T de 20 válvulas encontrados en muchos modelos del grupo VAG, mientras otros tuners más grandes poseen reprogramaciones para diversidad de modelos, en Motoza se han centrado en este motor y lo han ido perfeccionando, algo así como una metodología Kaizen de mejoramiento continuo, y sí, les ha dado resultado.

Aparte de todo esto la programación de Motoza ofrece varios programas de uso, desde un programa Economy para unos parámetros más conservadores, continuando con un programa para gasolina de 91 Octanos (el que yo probé) y finalizando con un programa para gasolina de mucho octanaje, apenas para una ida a Tocancipá son Sunoco.

Para quienes deseen ver cómo se hace una "repro" de ECU/ECM de Motoza aquí está su vídeo oficial.

Por último quiero hablarles sobre los posibles contras de cualquier reprogramación de ECM y sobre algunas dudas que pueden surgir antes de realizar este proceso:

¿Pierdo la garantía?

Una de las preguntas más frecuentes que hacen quienes van a realizar esta modificación es sobre si pueden perder la garantía o si durante una revisión en el taller oficial pueden detectar la "repro", lo cierto es que es difícil que en una revisión de rutina detecten que se hizo una reprogramación de ECU, muchos tuners y fanáticos sabelotodos participantes de foros usan una frase respecto a este tema: "en los concesionarios no saben dónde están parados y nunca se darían cuenta"; personalmente yo he encontrado un par de personas trabajando en talleres oficiales que tienen un vasto conocimiento sobre motores y sistemas de inyección, así que tampoco hay que generalizar, al final si ellos se dan cuenta un "repro" es causa para perder la garantía pero es poco probable.

¿El motor va a durar menos?

Difícil pregunta, así que vamos por partes, el objetivo principal de la "repro" es extraer más potencia de un motor y por ende cuando esto sucede también hay una mayor Presión Media Efectiva en los pistones, una mayor fricción en las partes móviles y unos esfuerzos mayores en las piezas del motor, así que "blanco es gallina lo pone"... si extraemos más potencia y torque de un motor este también va a sufrir un desgaste mayor. Sin embargo los motores son diseñados con un Factor de Seguridad o Coeficiente de seguridad, es decir que las piezas están sobredimiensionadas respecto al valor de capacidad real de resistir a un esfuerzo determinado, así que este factor no es tan delicado, como sí podría ser el turbocompresor.

Cuando una "repro" saca de su zona de seguridad al Turbocomrpesor, es decir cuando su funcionamiento se encuentra fuera de las curvas de mapa del compresor, este puede fallar o romperse, ya sea por una velocidad muy elevada o porque el compresor no puede mantener la presión y aparece el fenómeno del "surge", desafortunadamente muchos "Tuners" llegan a estos límites y los sobrepasan sin buscar un equilibrio entre 

También existen otras "repros" milagrosas que ofrecen bajar el consumo y aumentar la potencia (obviamente sin ninguna prueba seria de consumo específico que respalde sus afirmaciones), estos resultados hay que "cogerlos con pinzas", pues normalmente no están respaldados con pruebas en dinamómetro realizadas en el lugar donde finalmente va a trabajar el motor, o en otros casos usan factores de corrección de motores atmosféricos/aspirados en motores turbo o incluso se puede tratar de motores "underrated" que de por sí ya venían con más potencia de la que declaraba el fabricante.

Por último hay muchos "chips" y resistencias milagrosas en eBay, personalmente pasaría de ellas pues en muchos casos lo único que hacen es "engañar" a la ECU/ECM por ejemplo con el sensor de temperatura de aire de admisión o IAT, lo mejor siempre será buscar un buen programador o una buena reprogramación.

[1]. G.T. KALGHATGI, P. SNOWDON y C.R. McDonald. STUDIES OF KNOCK IN A SPARK IGNITION ENGINE WITH CARS; "Temperature Measurements and Using Different Fuels" Society of Automotive Engineers, International Congress and Exposition, Detroit, Mich., Febrero, 1995, SAE Paper No. 950690.

Reprogramación de ECU - Parte 1

"Acelere aquí" dice mi acompañante, adelante no hay nadie así que hago caso, voy en primera a unas 1500 rpm, el empuje es gradual hasta que paso de 2500 rpm, ahí es otro, el turbocargador ya está cerca de full boost y el torque es tal que las pegajosas Yokohama Advan Neova AD08R comienzan a perder tracción, la luz del ASR me indica que la electrónica está trabajando para evitar que las llantas patinen, eso es como se sienten 300 caballos (estimados al volante) en un Jetta GLI con modificaciones muy interesantes de las que hablaremos en esta prueba.

Hablando de modificaciones tal vez la mentira más grande que se dicen a si mismos los nuevos propietarios de los Volkswagen Jetta GLI es que no le van a realizar alguna modificación al motor (aplica también para Golf, Bora, León, y virtualmente cualquier VAG con turbo), normalmente las personas que adquieren estos vehículos pasan por ciertas etapas que presentan una extraña similitud con el modelo psiquiátrico de Kübler-Ross: Negación: Mi (ponga el nombre de su VAG turbo aquí) no necesita más potencia, tiene suficiente; Ira: ¿Por qué ese otro carro es más rápido que el mío?; Negociación: Está bien, una modificación y ya, sólo necesito unos cuantos caballos más.

Una vez se dice eso, se pasa un punto sin retorno donde una de las modificaciones más apetecidas es la "repro", y como este es un tema que puede complicarse un poco voy a tratar de ir paso a paso para que las personas que no conocen del tema puedan entenderlo mejor; así que comencemos por el principio, la combustión.

Un motor de combustión convierte la energía proveniente de muchas explosiones en movimiento rotacional, este movimiento a su vez produce un torque y una potencia que son aprovechadas para mover un vehículo; hay varios factores que afectan la combustión entre los que encontramos la proporción Aire-Combustible, el momento en que salta la chispa de encendido en las bujías (avance o retraso de encendido), la cantidad de aire que entra al motor, el llenado de los cilindros, etc. Hoy en día muchas de estas variables están controladas por una unidad de control llamada ECU/ECM que recibe señales de diferentes sensores, estas señales vienen dadas como un valor de voltaje en un rango específico que este módulo puede interpretar y de ahí "tomar una decisión" sobre qué parámetros ajustar para suplir las necesidades del motor en ese momento, ya sean de consumo o potencia.

Las programaciones de estas ECU/ECM las realizan los fabricantes teniendo en cuenta que los vehículos van a funcionar en muchos países y que se van a encontrar con condiciones muy variables, desde altas temperaturas en áreas desérticas a temperaturas de congelación, presión atmosférica sobre el nivel del mar o ciudades desplegadas en alturas como las de Bogotá o La Paz, gasolinas excelentes como las de la Unión Europea o "cocinol aguapaneloso" como la gasolina en Colombia (gasolina corriente de 81 octanos IAD/AKI), los módulos del sistema de inyección deben ajustarse a todos esos parámetros y hacer que el vehículo funcione bien y aparte que sea confiable; pero no son los únicos factores que los fabricantes tienen en cuenta pues últimamente son los consumos homologados y las pruebas de emisiones contaminantes lo más importante a la hora de programar el "cerebro" de los vehículos nuevos.

Así se vé una ECU/ECM, este el módulo que controla muchas de las funciones de nuestro vehículo

Resulta que a la hora de vender un nuevo vehículo en los mercados más importantes (Norteamérica, Unión Europea, Japón, etc.) los fabricantes deben realizar unas pruebas de homologación en las que se prueban sus vehículos en condiciones de laboratorio para saber qué tanto consumen y contaminan, de ahí salen con una cifra que muestran con "bombos y platillos" en sus anuncios publicitarios; normalmente los consumos homologados están distantes de los obtenidos en condiciones reales pero eso será tema para otra entrada, lo importante aquí es que en las programaciones de esos módulos de control (ECU) también se presta especial atención para lograr bajos consumos en el laboratorio y esto también limita la potencia y la respuesta del motor.

Todas estas variables dan pie a que los modificadores o tuners puedan extraer algunos caballos más de los motores variando ciertos parámetros de la programación de las ECU/ECM, qué parámetros y cómo los varían dependen de cada motor, de las condiciones en las que funcione este, si es atmosférico/aspirado o si tiene inducción forzada (turbocargado o supercargado), en estos últimos es mucho más viable lograr una ganancia apreciable y ya veremos por qué.

Mezcla aire-combustible
Dentro del motor se quema una mezcla de aire y combustible, idealmente la mezcla estequiométrica es de 14,7:1, es decir 14,7 partes de aire por una parte de gasolina (en masa), esta proporción es en la que se obtiene una combustión perfecta y se designa como Lambda (λ) 1; sin embargo para obtener la mayor potencia en un motor es necesario variar esta proporción aumentando la cantidad de gasolina a proporciones cercanas a 12,5:1 o 13:1, esto asegura que todo (o casi todo) el oxígeno en la cámara de combustión se consuma, también ayuda a reducir un efecto al que se debe evitar a toda cosa: la detonación o cascabeleo. La mezcla también puede ser un poco más pobre que la estequiométrica, por ejemplo cuando vamos a velocidad constante (autopista) la mezcla puede se puede empobrecer tanto como 16:1 ó 18:1 para sistemas de inyección indirecta, o inclusive en valores superiores a los 50:1 como en los motores de inyección directa (modo ultra pobre), esto reduce el consumo de combustible.

Cámara de combustión simulada en ANSYS, Imagen de Ansys.com

El encendido
Encender la mezcla aire-combustible en el momento correcto durante el tiempo de compresión es crucial para lograr la mayor presión media efectiva y de paso las mejores cifras de potencia y torque, esto es porque la mezcla no se enciende instantáneamente, requiere un pequeño tiempo para encenderse (unos milisegundos apenas) y generar una presión sobre la cabeza del pistón, el problema es que cuando la mezcla aire-combustible ya se ha encendido completamente el pistón ha comenzado su carrera descendente y aquí se pierde algo de eficiencia (sería ideal si el pistón estuviera quieto durante el tiempo que dura la explosión pero lograr esto mecánicamente es muy difícil), a bajas rpm no es un problema pero a medida que la velocidad del motor aumenta es necesario que la chispa de encendido salte antes de que el pistón llegue a PMS (Punto muerto superior o Top Dead Center TDC), es decir mientras el pistón se encuentra en su carrera de compresión.

El tiempo en que la chispa salta en la bujía se mide en grados de rotación del cigüeñal antes de Punto Muerto Superior (PMS), en ralentí o marcha mínima es normal ver valores cercanos a los 5 grados, eso quiere decir que la chispa salta 5 grados antes de que el cigüeñal llegue a PMS; acelerando a fondo (WOT o Wide Open Throttle) el avance puede estar alrededor de 35 grados.

Una tabla de avance de encendido respecto a las rpm y a la presión en admisión

Aquí un ejemplo para explicar la importancia del avance de chispa de encendido: en condiciones ideales la mezcla aire-combustible se demora apenas 2 milisegundos para lograr la máxima presión, ¡eso es 200 veces más rápido que un parpadeo!, sin embargo con el motor a 3000 rpm el cigüeñal tiene una velocidad angular de 18000 grados por segundo, así que en esos ínfimos 2 milisegundos el cigüeñal ha girado 36 grados, a 4500 rpm ha girado 54 grados en ese mismo lapso de tiempo. Podemos ver un ejemplo gráfico acá de cuánto se ha movido el pistón mientras la mezcla-aire combustible logra la máxima presión a sólo 3000 rpm.

En la imagen de arriba el pistón en punto muerto superior (TDC), en la siguiente imagen con un motor a 3000 rpm el pistón ha recorido ya esa distancia en apenas 2 milisegundos

Esto es el avance de encendido y antes lo realizaba un sistema mecánico en el distribuidor pero ahora lo controla la ECU con unos mapas que permiten una gran variedad de parámetros de acuerdo a ls múltiples condiciones que se puedan presentar, de estos mapas hablaremos más adelante pues son los pilares de una "repro".

Presión del turbo
Recordemos que los motores funcionan con una mezcla de aire y combustible, ya sabemos que mucho más aire que gasolina, así que entre más aire pueda entrar al motor mucho mejor (esta siempre es la limitante),  así que para "meter" aire a presión se usan sistemas de inducción forzada como los turbocompresores y los supercargadores.

Los turbocompresores aprovechan la energía de los gases de escape para mover una turbina que gira solidaria con compresor centrífugo que comprime el aire de admisión, con esto se logran presiones de admisión mayores a la atmosférica y llenados de los cilindros que superan el 100%; turbos hay grandes y pequeños, estos últimos tienen menos inercia y sufren de menos Lag o retraso, cargan más rápido y también se "mueren" más rápido, son ideales para vehículos de calle donde no requieran cifras muy grandes de potencia. Los turbos grandes por otro lado tienen más Lag o retraso, así que se demoran más en "cargar" pero cuando lo hacen entregan una cantidad de presión mayor y el motor puede lograr cifras de potencia superiores.

Vista de corte de un turbocomrpesor, en rojo la turbina que es movida por los gases de escape y en azul el compresor centrífugo que comprime el aire de admisión y que gira solidario con la turbina

Hasta aquí la primera parte, en la segunda entrega veremos que hizo tan especial la reprogramación probada por Autos en Colombia en un Volkswagen Jetta GLI MK4, y les adelanto que muy seguramente es la mejor "repro" que existe en Colombia para este modelo en particular.

Volkswagen Jetta GLI Mk4 - 2 Parte: Conducción y modificaciones

En la primera parte de la prueba hablábamos sobre las características que han llevado a que el GLI se convierta en todo un éxito comercial, con cara a convertirse en un ícono en nuestro mercado, en esta segunda parte voy a hablar de cosas un poco más "interesantes".

Hablemos de consumo.

"¿Cuánto beben estos 180 caballos Alemanes?", de seguro no es lo primero que se preguntan los clientes potenciales de este carro, sin embargo al ser un tema recurrente en los foros hice una pequeña prueba de consumo para tener como referencia.

Sábado por la mañana lo suficientemente temprano como para que el tráfico capitalino aún no se vuelva insoportable, pongo el selector de la palanca en la posición manual y voy recorriendo la Avenida circunvalar hacia el Norte, conduciendo suavemente para que el motor termine de llegar a su temperatura óptima de funcionamiento, mientras me "acoplo" al Jetta hago un par de aceleradas y el sonido de su escape Miltek pasa de silencioso a "esto suena del carajo" en medio segundo con sólo presionar el acelerador un poco más de la cuenta.

Llego al semáforo donde esta vía se une con la carrera séptima y pongo el medidor de consumo en "ceros", voy a hacer hacer conducción eficiente (o eso pensaba) hasta que aparece un "hermanito", otro Jetta GLI blanco me pasa haciendo sonar una válvula de alivio (modificación muy poco recomendable para estos motores con sensor MAF), un par de cuadras adelante y estamos en un semáforo, yo me encuentro detrás del otro Jetta GLI, cambia a verde y arranco suavemente, me pongo al lado del "hermanito", la caja ya ha pasado a segunda, presiono a fondo para probar el "kickdown", leve retraso (muy leve), la Tiptronic baja un cambio, boost y... como este es un blog que promueve la seguridad vial lo dejamos en que el Jetta acelera muy pero muy rápido hasta la velocidad máxima legal permitida en esa vía (y en cualquier otra)... y en que el otro GLI quedó atrás. Volvamos a la conducción eficiente.

Como quiero hacer una pequeña prueba de consumo en varias condiciones de tráfico, me devuelvo por la misma carrera séptima y cuando llego a la calle 92 tomo la circunvalar en sentido Norte-Sur, aquí ya he dejado el modo manual y voy en D. Cuando voy cerca a la calle 53 un Renault Logan pita para que me haga a un lado, voy respetando el límite de velocidad y al parecer el conductor del Logan tiene mucha prisa, como es una subida y hay poco tráfico acelero a fondo (de nuevo para probar el "Kickdown" pues no me quedó claro en la primera prueba), lo que sigue ya lo conocen muy bien los conductores de los GLI, un leve retraso, la Tiptronic baja un cambio, boost y... como este es un blog que promueve la seguridad vial resumamos en que en unos segundos el Logan había quedado muy atrás. Sigo por la circunvalar esperando que no aparezcan más "afanados" que dañen mi prueba de consumo hasta que llego al Parque Nacional, nos hemos pasado un poco y vamos a buscar un lugar para desayunar.

Unos momentos después estamos en el parqueadero del centro comercial Galerías, estacionar el Jetta es muy sencillo pues la visibilidad es muy buena y las formas angulosas de la carrocería facilitan la tarea, el radio de giro es bueno a pesar de las llantas de 235 mm que tenía el GLI de la prueba. Después de un breve desayuno es momento de tomar de nuevo la calle 53 que como siempre está congestionada y subir hasta la circunvalar, no puedo evitar la tentación de hacer un par de "acelerones" más, es realmente adictivo. Llego hasta la carrera segunda y aquí termina la prueba de consumo... ¿Cuánto marcó?...

11.0 litros / 100 Km que son unos 34 Kilómetros/galón.

Sin embargo cabe anotar que no fui tan eficiente (inténtenlo y me cuentan) y que este Jetta no estaba totalmente stock. Como muchos otros GLI en el país, este Alemán tiene sus modificaciones, no es de extrañar pues para este carro existe una gran cantidad de piezas aftermarket para mejorar su (de por sí) buen rendimiento. Su dueño siempre ha sido muy cuidadoso con las piezas que ha escogido y lo mejor de todo es que ha hecho pruebas de dinamómetro para comprobar su eficiencia.

Un poco de historia de este Jetta GLI y vamos al "Dyno".

Recién llegó este GLI a las manos de Nicolás recuerdo haber conversado con él, me decía que lo iba a dejar tal cual estaba pues ya tenía suficiente potencia, yo pensaba: "un fanático de los carros y un Jetta GLI, sí cómo no", ni él se lo creyó.

Así que después de un tiempo (muy corto), Nicolás hizo lo esperado, comenzó a modificar el motor del Jetta y empezó correctamente, llevándolo a un dinamómetro para tener una referencia de cuánta potencia estaba entregando su motor y qué ganancia real iba a obtener con las modificaciones.

La primera prueba se realizó en el taller del señor Claudio Rozo, donde hay un Dinamómetro de rodillos Dyno Dynamics de tipo freno eléctrico. Allí arrojó unos respetables 141,6 caballos de fuerza medidos en las ruedas (Wheel Horse Power), fue un resultado ligeramente bajo, pero teniendo en cuenta que la caja Tiptronic y el convertidor de par "roban" algunos caballos más en comparación con la caja mecánica, el resultado estaba en lo que se esperaba de este motor teniendo en cuenta las circunstancias. Como referencia un Jetta GLI con caja mecánica entrega unos 150-160 caballos a las ruedas en ese mismo dinamómetro.

Aparte de salir con una bonita gráfica de dinamómetro, de Claudio Rozo Servicio Automotriz salió con una reprogramación de ECU/ECM, en esta se alteran algunos parámetros del software que vienen programados desde la fábrica en el módulo de control de motor, variando parámetros como el avance de chispa de encendido, enriqueciendo mezcla (para evitar detonación por cascabeleo), ajustar el mapa de boost del turbocagador, etc. Es algo delicado sobre todo si se usa la gasolina equivocada (corriente), pero hay cientos de Jetta rodando con esta modificación y hasta ahora no hemos sabido de ninguna epidemia de motores rotos. Con esta reprogramación la potencia subió a 163 WHP (Caballos medidos a las ruedas).

Después de la reprogramación llegó un filtro de panel K&N, un Downpipe (parte de la tubería de escape que une el múltiple/colector de escape con el tubo de escape principal) y una Diverter Valve marca Forge. Menos mal que Nicolás había dicho que no le iba a hacer nada al Jetta.

El filtro de alto flujo K&N es menos restrictivo que el original, además es lavable mediante un kit de la marca el cual es muy sencillo de usar, este sólo elemento demostró una ganancia de 4 caballos (medidos a las ruedas). El Downpipe es menos restrictivo que el sistema original pues tiene una tubería con mayor diámetro y menos curvas que permite un mejor flujo de los gases de escape, este es un buen complemento a la reprogramación y al filtro de alto flujo. En la imagen podemos ver la diferencia entre ambos sistemas.

La Diverter Valve no da una mejora como tal en potencia, pero sí en confiabilidad pues con el aumento de Boost es probable que la original pudiera fallar, Forge Motorsport ofrece unas muy buenas, fabricadas en Aluminio que garantizan una mayor durabilidad de esta pieza.


¿Qué efecto hicieron esas modificaciones en el Jetta?, Bueno recuerdan que inicialmente había entregado 141,6 caballos?, después de la reprogramación y los demás "jueguetes" entregó unos impresionantes 181,7 HP medidos a las ruedas, una ganancia real de 28%, sin contar con que el torque subió hasta las 200 Lb-Ft.

¿Qué vino después de eso?
La última modificación que realizó Nicolás en este GLI es algo muy necesario para estos motores, se trata del Intercooler frontal con más capacidad, esto no mejora sustancialmente la potencia (inclusive en rango medio podría sacrificar un par de caballos), pero logra que estos motores no pierdan potencia después de un rato por la mayor temperatura de aire de admisión.

Con el Intercooler original (imagen de la izquierda) no era extraño ver la temperatura del aire de admisión a más de 80 grados centígrados después de un par de aceleradas fuertes, el problema de esta alta temperatura es que el motor comienza a perder potencia después de exigirlo, ya lo habíamos visto en el Autódromo, así que con este nuevo Intercooler la temperatura del aire bajó hasta la mitad, aún después de acelerar el motor fuertemente varias veces.

Ya les había hablado del sonido deportivo de este GLI, así que de la tierra de Top Gear, Wheeler Dealers, Autocar y algunas cosas sin importancia como la Reina o Elton John también vino un silenciador de alto flujo tipo "catback" cortesía de Miltek, cuyo resultado en cuanto a sonido de escape me agradó mucho, es bastante silencioso si se maneja eficientemente, pero suena muy deportivo si se exige el motor. Así que sus dueños van a tener un auto silencioso digamos... el 10% del tiempo.

Al final sé que no les hablé (escribí) sobre el espacio interior, sobre la inmensa capacidad del portaequipajes de 455 litros, sobre la calidad de los materiales o sobre su bonita iluminación en azul y blanco, pero son cosas que pasan casi desapercibidas para muchos de los compradores de estos carros, ¿o me van a decir que van manejando con 180 caballos debajo del pié derecho y piensan en la gran cantidad de maletas que pudieron acomodar en el baúl?. No creo, pero por si acaso aquí les dejo algunas fotos:

Aquí una del panel de la puerta.

Y su inmenso portaequipajes.

¿Hay algo malo?
Sin embargo para finalizar hay un par de puntos en los que el Jetta queda en deuda, primero es en la falta del Control Electrónico de Estabilidad, elemento que este carro tenía en muchos otros mercados y que mejora notablemente la seguridad activa, sobre todo cuando se trata de poner tantos caballos en manos de muchos conductores que podrían no estar acostumbrados a este nivel de potencia.

El segundo punto es sobre la suspensión trasera, se trata de una de tipo eje rígido o autoportante, en este tipo de suspensión las ruedas no tienen una geometría tan ventajosa como la que logran con una suspensión independiente, en un carro de corte familiar esto no tendría ningún problema, pero cuando hablamos de 180 caballos sin Control Electrónico de Estabilidad puede ser un problema, sobre todo en manos inexpertas; al final es cuestión de ser cuidadosos y manejar sin sobrepasar los límites.

Por todo lo demás el Jetta GLI MK4.5 (así lo llaman erróneamente) es una excelente opción para quien busca un carro nuevo y la máxima potencia en esa gama de precios, ahí el GLI no tiene rivales, o sí los tiene, pero todos se van haciendo un pequeño punto en el retrovisor.

Agradecimientos a Nicolás por permitirme documentar esta prueba, y de paso felicitaciones a Camilo y Lucía por su próximo matrimonio.