Prueba comparativa: BMW M240i (F22) vs Audi TT Coupé (Mk3)

El Audi TT aún no ha llegado al punto de encuentro, así que aprovecho para familiarizarme primero con el BMW, es un M240i color Melbourne Red Metallic parqueado a solo unos pasos de donde estoy, camino alrededor del cupé de tracción trasera y admiro su diseño, a pesar de su tamaño compacto ese carro se ve imponente, el capó largo y bajo anticipa que en su interior reside un motor de seis cilindros en línea, como en muchos BMW hay una distancia "dash-to-axle" bastante larga, es decir la medida que se va desde el centro del eje delantero hasta donde comienza la puerta frontal, todo inspira deportividad en el Serie 2 Coupe, no quiero esperar por lo que me subo y presiono el botón de encendido, el motor B58B30 cobra vida con un pequeño rugido, no hay drama... eso vendría después.

Vamos a tomar una vía de doble calzada que parece incitar a que salga derritiendo las pegajosas Michelin Pilot Sport, aunque quería familiarizarme un poco más con el M240i casi al salir encuentro un lugar donde acelerar, presiono el pedal derecho pivotado en el piso y aunque esperaba algo de lag no hay tal, el motor es lineal hasta que llega a las 3000 rpm, luego se transforma en una avalancha de potencia y torque hasta las 7000 rpm en los que no se queda sin aliento, la ventaja de los motores grandes con turbos relativamente pequeños, solo he acelerado en primera y segunda pero quienes me acompañan ya han quedado asombrados por la capacidad de tiene este BMW de ganar velocidad, y no habíamos visto nada.

-"¿Quiere probar el launch  control?"- me pregunta el feliz propietario del M240i, -"¡Claro!"- le respondí mientras la alegría se mezclaba con algo de incertidumbre, pues ya me imaginaba los bochornosos intentos fallidos que vendrían, por mi cabeza pasaron recuerdos de los engorrosos procedimientos que tenían los primeros BMW equipados con este sistema para poder activarlo, tan "sencillos" como despegar un Airbus A320 mientras se resuelve un cubo rubik.

¡Pero mis miedos estaban infundados!, parece que alguien en Munich tomó nota y simplificó el proceso: solo seleccioné el modo Sport+, la caja en modo sport, presioné a fondo el freno y a la vez el acelerador, y un instante después apareció una bandera a cuadros en el tablero que me indicaba que el launch control estaba listo, lo que significaba que el turbocompresor de doble entrada ya había generado suficiente boost y que el convertidor de par de la caja de cambios automática ZF de 8 velocidades estaba listo para transmitir la potencia necesaria para salir con la máxima aceleración posible, solté el freno y toda la furia del seis cilindros en línea se desató, las Michelin ni si quiera derraparon, ¡esto es rápido, esto es rápido, esto es rápido! pensaba mientras la aguja del tacómetro se lanzaba con furia hacia la línea roja y la caja iba haciendo los cambios de forma automática, primera, segunda, tercera... 335 caballos y 500 Nm de torque estaban catapultando los 1600 kg del M240i con asaz ferocidad, en instantes viajábamos a una velocidad que preferiría no comentar en un blog que promueve la seguridad, pero siendo un carro capaz de acelerar de 0-96 km/h en 4,3 segundos y de recorrer 400 metros en 12,7 segundos, pues ya se imaginarán (BMW USA, s.f.; Car and Driver, 2016).

El BMW M240i cuenta con unos indicadores que nos muestran la cantidad de potencia y torque que produce el motor en cada momento.

Me acerco a la primera curva y freno mucho más de lo necesario, curva a la izquierda y el BMW sigue las órdenes del timón con precisión milimétrica, no iba precisamente lento pero no hubo ni asomo de subviraje o sobreviraje, todo cortesía de una distribución de pesos casi perfecta de 52,9% adelante y 47,1%, de la suspensión M Sport con amortiguadores ajustables electrónicamente, y por supuesto de un chasis sólido como roca. (Car and Driver, 2016).

Algo en lo que siempre se han destacado los BMW es en la capacidad de girar en las curvas con suma eficacia, parece que todo estuviera diseñado en función de ello: tracción trasera, motor longitudinal ubicado bien atrás para mejorar el momento de inercia, bajo centro de gravedad, distribuciones de peso de 50/50 o cercanas a ello, etc... sin embargo en tiempos recientes pareciera como si BMW estuviera perdiendo el rumbo, claro, vivimos un mundo en el que cada nueva generación de un carro es más grande, equipada y segura que la anterior, lo que a pesar del uso intensivo de aceros de alta resistencia, aleaciones de aluminio y materiales compuestos no puede compensar el peso añadido de un vehículo moderno, sin embargo el 135i E82 y ahora este M240i F22 parecen haber recuperado algo de ese espíritu de BMW heredado de los E30 y E36, es lo que más me ha gustado de ese carro, permitir a los fanáticos de la marca la oportunidad de manejar un BMW como debe ser, aunque cada año sean menos los carros así y más las SUV.

Ciertamente el M240i no es tan rápido acelerando como sus "hermanos mayores" M3 y M4, son casi 100 caballos de diferencia a favor de estos últimos que se perciben en el factor "pegado al asiento", pero el M240i se siente más ágil y de alguna forma más liviano, aunque la diferencia real es de apenas 20 kg (Car and Driver, 2015; Car and Driver, 2016), la explicación podría estar en que el 3.0 litros del M240i tiene menos lag que el 3.0 litros con turbos gemelos del M3/M4, lo que se puede percibir como un menor esfuerzo para mover el vehículo en bajas rpm; por cierto, otro cambio notorio entre ambos está en las cajas automáticas, una ZF de 8 velocidades y convertidor de par en el M240i y una Getrag DCT de 7 velocidades y doble embrague en los M3/M4, en este último los cambios son más bruscos en su modo más agresivo, mientras que en el M240i son más suaves y se perciben más lentos, sin embargo esto tiene una ventaja y es que al salir de una curva, acelerando fuerte y en pleno apoyo, si se hace un cambio en el M3/M4 se requerirán de unas manos y pies más experimentados para no descolocar el eje trasero, mientras que en el M240i va a ser más fácil mantener la trayectoria al hacer un cambio en pleno apoyo, algo que aunque poco ideal en conducción deportiva a veces puede suceder.

Dato curioso: Si usamos el modo manual en la caja automática del M240i, esta no pasa al siguiente cambio al llegar a la línea roja del tacómetro, en cambio se "estrellará" contra el limitador de revoluciones, esto sucede a menos que usemos el launch control caso en el cual los cambios se hacen de manera automática.

Después de la descarga de adrenalina me encuentro con algo de tráfico, así que salgo del modo Sport+ y con ello también vuelve el Control Electrónico de Estabilidad que se había ido parcialmente al activar el launch control, me asombra lo suave y civilizado que puede ser el M240i a pesar de la suspensión deportiva y de las llantas run-flat, como carro de uso diario es muy dócil, es más civilizado que el 135i E82 al que reemplaza, pero sin perder ese halo de remembranza que ambos tienen con el M3 E30, pienso que el TT lo va a tener difícil en esta comparativa, suena el teléfono, es momento de dirigirnos al punto de encuentro donde el Coupe de Ingolstadt nos está esperando.

Bucaramanga, 9:40 P.M. - Llegamos a un lugar donde los viernes por la noche se reúnen algunos fanáticos de los carros para hablar de motores, potencia y modificaciones, estaciono el BMW al lado del Audi TT y con esto atraemos la mirada curiosa de quienes pasan por ahí, es la clase de atención que no atraerá jamás una X3 o una Q5, menos en un mundo cada vez más inundado de aburridas SUV, en el lugar se encuentran muchas personas que disfrutan de los carros, algunos clubes e inclusive nos encontramos con un grupo de moteros, algunos se acercan para observar a esta pareja de Alemanes.

El Audi TT de esta prueba puede confundir un poco a primera vista, los TaliVAG aficionados a la marca notarán que lleva atrás la insignia TTS, pero los rines dynamic design de 18 pulgadas y el escape doble circular del TT Coupe delatan que no es igual a la versión TTS comercializada en otros países, el TT de esta comparativa tiene el motor EA888 de tercera generación, es un 2.0 litros TFSI con 230 hp que transmite su potencia al eje delantero por medio de una caja automática S-Tronic de doble embrague y seis velocidades, este motor cuenta en algunos mercados con doble inyección (km77, 2014), tanto directa como indirecta, aunque las dos no funcionan simultáneamente, la inyección indirecta se usa en cargas bajas con lo que se reducen las emisiones contaminantes, así mismo la acción detergente de los aditivos presentes en la gasolina ayudan a mantener limpias las válvulas de admisión, la inyección directa se usa a plena carga en la cual habría una mayor probabilidad de cascabeleo que es mitigado por acción de la mezcla estratificada, es decir que el inyector introduce la gasolina en una parte de la cámara de combustión donde es menos probable que exista detonación o cascabeleo.

Corte transversal de la culata y el múltiple/colector de admisión en un motor EA888 de tercera generación, se observa el sistema de alta presión e inyección directa en rojo y el sistema de baja presión e inyección indirecta en azul, ambos sistemas no trabajan simultáneamente, en cambio aprovechan las ventajas de cada uno en función de la carga del motor. (Wurms et al. 2011).

Explicación para dummies.
Lo de la ventaja de la inyección directa pudo sonar un poco complicado pero piénselo de esta forma: si al cilindro entra el aire ya mezclado con la gasolina, esta mezcla puede auto encenderse en algunas partes donde es más probable que por la temperatura, la presión o una suma de ellas haya cascabeleo, en cambio si solo entra aire y la gasolina se inyecta lejos de las zonas donde es más probable el cascabeleo, entonces el aire que entra sin mezclarse con la gasolina va a ser más difícil de encender por sí mismo y para cuando ya se esté mezclado con la gasolina habrá pasado tiempo suficiente como para que la mezcla ya se esté quemando por la acción controlada de la chispa de la bujía.

Audi TT.
Antes de comenzar con la prueba debo aclarar que por potencia y rendimiento el competidor directo del BMW M240i es el Audi TTS que tiene un motor 2.0 TFSI con 292 hp - 310 hp, mientras que el TT de esta comparativa, con el 2.0 TFSI de 230 hp sería un competidor más directo del BMW 230i de 248 hp, sin embargo, teniendo en cuenta el precio de venta en Colombia el asunto cambia un poco, pues el M240i y el Audi TT cuestan similar, inclusive este último puede llegar a ser un poco más caro según el equipamiento que tenga, por lo que en la gama de los cupés alemanes con motor turbo, el comprador de uno podría considerar al otro.

Las fotos no le hacen justicia al Audi TT, en vivo es mucho más llamativo, su diseño, obra de Jürgen Löffler es limpio y elegante pero sin ser tan sobrio como el de otros modelos de la marca (Huber, 2014), en el interior encontramos el Virtual cockpit, este es un sistema con una pantalla ubicada en todo el tablero de instrumentos que reemplaza a los medidores análogos del velocímetro, tacómetro, combustible, etc. por uno de tipo digital, para los aficionados a la tecnología, su hardware consta de un procesador NVIDIA Tegra 3 con cuatro núcleos cuyo resultado es excelente, la pantalla de 12,3" es fluida y fácil de leer, además cambia de interfaz si por ejemplo estamos utilizando el navegador o la configuración del vehículo, en estos casos el sistema da prioridad a las funciones que estamos visualizando, por ejemplo al usar el navegador o acceder al computador de abordo los diales del tacómetro y velocímetro se hacen más pequeños, mientras que cuando conducimos sin el navegador los diales se hacen más grandes y fáciles de leer; Audi ha creado el referente para los tableros del futuro cercano (ZEE, 2016).

En el interior los detalles de diseño abundan, por ejemplo los mandos del sistema de climatización están integrados en las tres salidas de aire centrales, se rotan y con ello se varía la intensidad del ventilador, la temperatura y el modo de funcionamiento del aire acondicionado o calefacción. Otro detalle curioso es el mando del MMI, el cual está ubicado detrás del selector de cambio y tiene un sistema táctil que reconoce la escritura a mano de letras y números, también permite ampliar secciones del mapa con movimientos de los dedos como si estuviésemos usando la pantalla táctil de un celular; con respecto al M240i el Audi se siente como si viniera desde el futuro.

Adelante el espacio es suficiente para personas de casi cualquier talla, quienes disfrutarán de los asientos de cuero y alcántara con una gran sujeción lateral, algo muy necesario teniendo en cuenta la aceleración lateral que puede generar este carro en una curva, pero atrás la historia es diferente... Técnicamente el TT tiene cuatro asientos, pero siendo realistas es un carro para dos personas, los puestos de atrás son bastante pequeños, como para niños, gatos, perros involucionados mediante selección artificial o para sillas de retención infantil ISOFIX, lo voy a explicar de esta manera: el TT tiene una etiqueta de advertencia para que al cerrar el baúl uno no vaya a a golpear la cabeza de quien va en los puestos traseros. Por cierto en cuanto a capacidad del portaequipajes, ¿acaso importa?, el Audi tiene 305 litros de capacidad y el BMW tiene 390 litros (Km77, 2014b; Km77, 2017), suficiente en ambos casos para llevar las maletas de dos personas que quieren escapar un fin de semana y disfrutar más del viaje que del destino, pero dejando de lado las nimiedades pasemos a las características que verdaderamente importan para quien quiere un cupé deportivo.

Voy de pasajero en el Audi, lo primero que noto es que este carro cambia de dirección con bastante agilidad, el TT tiene una capacidad asombrosa para adherirse a la carretera ¡y es un tracción delantera!, en ese sentido se siente aún más aplomado que el M240i, es un resultado asombroso teniendo en cuenta que debajo del Audi TT reside la misma plataforma que podemos encontrar en una SUV grande como la Volkswagen Atlas, el Grupo Volkswagen ha perfeccionado la arquitectura de motor-tracción frontal durante años y en esta última entrega tiene un rendimiento excelente.

Para que se hagan una idea de lo estable que es, durante una prueba de Car and Driver (2015b), un Audi TT con potencia similar pero con tracción Quattro, logró un valor de 0,98 g, empatando con el BMW M3 en una prueba de aceleración lateral, a modo comparativo el BMW M240i logró un valor de 0,94 g en la misma prueba (Car and Driver, 2016).

Debajo de la hermosa carrocería del Audi TT radica la plataforma MQB cuyas siglas significan Modularer Querbaukasten o "Matriz Transversal Modular" traducido del Alemán, está diseñada para aplicaciones con motores ubicados transversalmente, y hoy en día la usan diversidad de modelos: Audi A3, Škoda León, Volkswagen Golf,  Audi Q2, Jetta Mk7, Škoda Octavia, Volkswagen Atlas, Škoda Kodiaq entre otros; todos ellos comparten la misma plataforma con el Audi TT y tal vez estemos ante la mejor aplicación de la plataforma MQB hoy en día, ¡increíble!.

Imagen ilustrativa de la plataforma MQB del Grupo Volkswagen, esta plataforma puede ajustarse en múltiples aplicaciones de vehículos con motor delantero transversal, hoy en día es usada por Audi: A3 Mk3, TT Mk3, Q2; Seat: León Mk3, Arona, Ateca, Ibiza Mk5; Skoda: Octavia MK3, Superb B8, Karoq, Kodiaq; Volkswagen: Arteon, Atlas, Golf Mk7, Golf Spotsvan, Passat Mk8, Polo Mk6, T-Roc, Tiguan Mk3, Touran Mk2, Jetta Mk7.

Vamos por la misma vía de doble calzada que recorrimos previamente en el M240i, esperaba que el factor "pegado al asiento" fuera mucho menor en el Audi que en el BMW dado su déficit de 105 caballos y 130 Nm, pero lo cierto es que gracias a una caja ultra rápida de doble embrague, a un menor peso y a un launch control muy efectivo, acelerando la diferencia no es tan grande como las cifras de potencia y torque podrían indicar: lo voy a poner de esta forma, según pruebas de Car and Driver, acelerando de 0-96 km/h al M240i le toma 4,3 segundos y al TT 5,2 segundos (Car and Driver, 2015b), aunque como es de suponer entre más rápido se vaya más se nota la diferencia, así por ejemplo para ir de 0-120 mph, que son unos 193 km/h, el M240i necesita 15,1 segundos mientras el TT necesita 22,6 segundos, a mayor velocidad la resistencia aerodinámica pasa su factura a la menor potencia del Audi.

En las curvas es donde se más se nota la diferencia entre los dos, un conductor no experimentado sacará más partido del TT, es más fácil de llevar rápido y tiene más agarre, sin embargo acelerando fuerte a la salida de una curva se encontrará con una mayor tendencia al subviraje y las llantas delanteras van a derrapar con más facilidad, el BMW es un carro que requiere de más experticia, seguramente en circuito será más rápido que el Audi pero va a requerir un conductor más experimentado, que sepa como dosificar toda esa potencia a la salida de una curva donde fácilmente se puede inducir el sobreviraje, en este aspecto si quiere ir rápido sin pensar mucho en cómo hacerlo y sin necesidad de tener manos y pies habilidosos es mejor el Audi, si en cambio ud. quiere un carro en el que deba utilizar sus habilidades de piloto y en el que sea recompensado o castigado por la trazada, el balance, el punto correcto de frenado y la aceleración, entonces el BMW es para ud.

Bonus
Al final de la prueba, el dueño del M240i nos llevó para "calentar" las llantas un poco, el duelo entre los 500 Nm de torque y 335 caballos vs las increíblemente pegajosas Michelin Pilot Sport:

Conclusión.
Ambos cupés de esta prueba son bastante rápidos y divertidos, aparte tienen interiores de excelente calidad, eficientes y potentes motores con turbocompresor, además que ambos gozan de la plusvalía que les ofrecen sus insignias en el capó, ya sean los cuatro aros o la hélice blanquiazul, cualquiera de los dos va a satisfacer a sus propietarios aunque desde personalidades diferentes, en esta comparativa fue muy difícil decidir cuál de los es mejor sin embargo solo puede haber un ganador y este es:

Primer puesto: BMW M240i
El BMW M240i tiene un motor más potente, tracción trasera, mejores cifras de aceleración y un puesto trasero donde pueden sentarse adultos de la especie humana, como carro de uso diario es una opción más recomendable y como carro deportivo ofrece una experiencia más visceral gracias a la combinación de mayor potencia, torque y por supuesto de la tracción trasera, aunque por estas razones puede ser más difícil de manejar  al límite debido a el sobreviraje, pero posiblemente eso es lo que podría estar buscando alguien que quiere un cupé deportivo; su interior goza de buenos materiales aunque no tan bien diseñado y terminado como el del Audi TT.

Segundo puesto: Audi TT
Si el TTS hubiera estado en esta comparativa tal vez el resultado hubiese sido diferente, pero el TT de 230 caballos y tracción frontal tuvo una desventaja desde el principio ante su rival, sin embargo posee una excelente estabilidad en curvas y un interior lleno de novedades tecnológicas, es el carro para quien prefiere un diseño llamativo a costa de sacrificar un poco el rendimiento, el Virtual cockpit está a otro nivel y los acabados son superlativos, pero para un purista que busca un cupé deportivo la tracción delantera puede llegar a ser un hándicap, y en la mayoría de los casos siempre serán bienvenidos un poco más de potencia y torque, sin embargo al límite el Audi es más fácil de llevar.

Tabla de características y mediciones no oficiales, son solo para referencia.

Lista de referencias

Audi Colombia. (s.f.). Audi TT Coupé Infomración general. Audi Colombia. Colombia. Recuperado de: https://www.audi.com.co/tt/tt-coupe/informacion-general

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https://www.audi.es/dam/nemo/es/modelos/Catalogos_precios_2016_2017/TT_TTS.pdf

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BMW USA. (s.f.). M240i Coupe Standard Features. BMW USA. Estados Unidos. Recuperado de: https://www.bmwusa.com/vehicles/2-series/coupe/m240i-coupe.html

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Huber, S. (17 de junio de 2014). Jürgen Löffler über das Design des Audi TT. [Blog]. Audi. Recuperado de: https://blog.audi.de/jurgen-loffler-uber-das-design-des-audi-tt/

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Wurms, R. et al. (2011).Innovative Technologies in Current and Future TFSI Engines from Audi. AUDI AG. Ingolstadt, Alemania. Recuperado de: https://www.aachener-kolloquium.de/wp-content/uploads/2014/02/delayed_2011_A1.1_Wurms_Audi.pdf

ZEE, S. (25 de abril de 2016). How Audi Overcame Challenges of Building a Fully Digital Virtual Cockpit. [Blog]. nvidia. Recueprado de: https://blogs.nvidia.com/blog/2016/04/25/virtual-cockpit/

Más potencia y menor consumo en el Chevrolet Spark GT gracias al SRP Turbo de VIP Motorsport

El turbo ya está listo, sin embargo al abrir el capó del Spark GT todo se ve muy organizado, salvo un par de mangueras que llevan aire presurizado en la admisión todo conserva su originalidad, ¿aumento de potencia y de torque?, claro, pero debido a que el equipo de VIP Motorsport es de profesionales este Spark GT va a tener que ir a otra sesión en los "rodillos de la verdad".

Rumbo al Dyno

Un dinamómetro es un instrumento utilizado para medir potencia, aquí no vale el "se me hace que ganó más potencia con ese chip mágico que compré en eBay", el Dyno es el polígrafo de los motores y hay de varios tipos: Inerciales (Dynojet), de freno eléctrico (Dyno Dynamics), de cubos (Dynapac) etc., En este caso se usó uno de estos últimos, un Dynapack que posee el Laboratorio de pruebas dinámicas automotrices de la Universidad Tecnológica de Pereira.

En los inicios del proyecto el Spark GT había visitado estas instalaciones para una primera tanda de pruebas en dinamómetro, se midió la potencia en un vehículo sin modificaciones, estos resultados fueron corregidos usando la norma SAE J1349 para evitar sesgos en la investigación. En aquel momento el Spark GT tal y como había salido de fábrica entregó un promedio de 53,1 kW (unos 72 caballos), y antes de que mis estimados lectores bombardeen mi correo con comentarios acerca de que la potencia de un Spark GT es de 80,5 HP, tengan en cuenta que es potencia medida a las ruedas, aplicando un factor de corrección de 15% esos 72 caballos iniciales son 82,8 HP, ahí estaban los caballos perdidos. (ver explicación técnica).

Explicación técnica sobre los resultados en el dinamómetro.

En las pruebas de dinamómetro existen muchas variables que pueden afectar los resultados, el primero es que la potencia es medida a las ruedas (luego el torque es hallado aplicando una fórmula), debido a esto y a que en la línea de transmisión (caja, diferencial, ejes) se pierde algo de potencia por fricción, los valores de potencia que se obtienen en los dinamómetros siempre son menores a los anunciados por los fabricantes, para compensar este efecto esto se aplican factores de corrección que son un estimado y que no siempre son del todo precisos debido a que es muy difícil encontrar cuál es el porcentaje exacto de pérdidas en la línea de transmisión de cada vehículo, este factor puede variar entre dos carros "iguales" debido a la temperatura y tipo de aceite que use el motor y la transmisión, a el tipo de llantas, al peso de los rines, etc. (Aquí pueden ver una prueba en dinamómetro que realicé para comparar cuánto afecta la potencia y el torque el poner unos rines más grandes.)

Los factores ambientales también afectan los resultados de estas pruebas, debido a esto los dinamómetros cuentan con una pequeña estación que mide la temperatura del aire (idealmente seco) y la presión atmosférica para luego aplicar un factor de corrección, pues no es lo mismo medir la potencia al nivel del mar que a la altura de Bogotá, la SAE tiene un procedimiento para esto estipulado en la norma SAE J1349, la fórmula del factor de corrección es mostrada a continuación:

Donde Cf es el factor de corrección.

Pd = Presión del aire (seco) medido en milibares [mbar].

Tc = Temperatura ambiente (medido en Grados Celsius o Centígrados).

Por último los dinamómetros no son comparables entre sí, aparte de que pueda existir una descalibración en el equipo de medición, los valores de potencia varían dependiendo del tipo de dinamómetro que se use, generalmente los que son de tipo Freno eléctrico (Dyno Dynamics) arrojan un valor menor que los inerciales (Dynojet).

El momento de la verdad ha llegado, el Spark GT está en el Dyno, su pequeño motor está acelerando con todo mientras su turbo gira a más de 120.000 rpm lo que produce la sobrepresión necesaria para aumentar la potencia, la prueba se realiza varias veces y unos minutos después la tanda de pasadas ha terminado, el Software del dinamómetro convierte todos esos datos en gráficas y unos valores de potencia y torque, el resultado (aplicando el mismo factor de corrección) son unos asombrosos 122 caballos, eso es unos 7 caballos más de los que entrega un Volkswagen Jetta 2.0 pero en un carro que pesa unos 300 Kg menos.

Pero más asombroso aún es el torque, el gran olvidado y poco entendido pero que últimamente ha cobrado gran importancia a la hora de evaluar las características de un motor, es el torque el que nos va a ayudar a hacer un adelantamiento en carretera, es la fuerza que produce el motor y permite que tengamos una buena respuesta sin necesidad de acelerar demasiado el motor, es ese "empuje" propio de los motores grandes que muchas veces es de más utilidad que la potencia, aquí es donde los motores turbo brillan y este caso no es la excepción: ¡El Spark GT con este sistema de turbo aumentó su torque en 78%!!!, es decir que pasó de 77,4 Nm hasta unos asombrosos 136.3 Nm, 

Aquí tengo que hacer un paréntesis un poco complicado para no dejar "cabos sueltos", esta cifra de torque es un valor calculado con una fórmula a partir de la cifra de potencia en las ruedas a determinadas rpm, datos obtenidos en las prueba de dinamómetro, espere, espere... ¿que la tía de mi cuñada del sobrino de mi hermano qué?, bueno suena un poco confuso pero la idea es que el dinamómetro no mide directamente el torque en las ruedas sencillamente porque este se multiplica a través de la línea de transmisión en las relaciones de reducción de la caja y el diferencial. (Aquí hay una explicación al respecto).

Pero lo que sí les puedo aproximar es que este valor de 136.3 [Nm] de torque son unos 157 [Nm] o 115 [Lb-Ft] medidos al volante o como nos los dan en las fichas técnicas, para que se hagan una idea esto es apenas 15 [Lb-Ft] menos de lo que tiene una Chevrolet Tracker, y recuerden que el Spark GT pesa casi 400 Kg menos que la Tracker. ¡Asombroso!.

Entonces tenemos un Spark GT con la potencia de un Optra 1.8 y torque suficiente como para adelantar sin problemas en carretera aun con cinco ocupantes y sus maletas (o al menos las que quepan en su pequeño portaequipajes), pero si nos remontamos a la pregunta inicial era algo así como: "Andrés quiero más potencia, torque, confiabilidad, consumo... y no quiero gastarme un dineral en ello", así que esto aun no termina.

El consumo.

Debido a que ahora hay un sistema que aprovecha la energía de los gases de escape y también a que hay más potencia y torque con el mismo tamaño de motor, el equipo de VIP Motorsport esperaba una reducción del consumo de combustible... y así fue.

Las cifras de consumo específico se redujeron hasta en un 28% en las pruebas de laboratorio, de nuevo acá no se trata de un "me parece que el consumo bajó unos kilómetros por galón", sino que fue medido en dinamómetro teniendo en cuenta la cantidad de combustible necesario para producir cierto valor de potencia, esto en ingeniería se mide es gramos por kilovatio-hora [g/(kW*h)] y aquí están las gráficas respectivas:

Aquí tengo que hacer otro paréntesis y es que hay un estudio muy serio detrás de todo esto, pero al final depende en gran parte de la forma de conducir de cada uno para bajar los consumos, no solo en este Spark GT sino en todos los vehículos que ruedan en nuestras calles, pero muy seguramente estas cifras se verán reflejadas en el consumo final y más adelante el equipo de VIP Motorsport me ha prometido un Spark GT con este sistema para ser probado, ya les contaré.

Al final me ha quedado una excelente opinión sobre este proy... Andrés, un momento, faltó algo, "no quiero gastarme un dineral en ello".

El costo.

Los que estamos en este mundo de los carros sabemos lo costoso que puede ser instalar un turbo en un vehículo que no lo traía de fábrica, esto fácilmente puede rondar los 10-15 millones de pesos y no es solo el costo del turbo o el estudio que hay detrás de eso, son un sinfín de piezas auxiliares necesarias para que todo funcione bien y no se rompa en la primera acelerada, también hay que contar con que muchas piezas se realizan de forma artesanal y esto lleva más tiempo de producción y horas/hombre para completar su instalación, algo que sube los costos, pero...

Afortunadamente este es un proyecto que en parte tiene un patrocinio para su estudio y en parte también cuenta con un desarrollo pensado para ser producido en serie, así que el precio para las primeras unidades es de apenas cinco millones de pesos ($5.000.000), después de conocer esto no me voy a molestar en escribir más acá pues de seguro ya estarán en la página de VIP Motorsport preguntando para cuando hay un turno y comenzar con el proceso, yo lo haría.

Por cierto aquí les dejo el link a su página de Facebook y el video en el que pueden conocer un poco más sobre este equipo.

https://www.facebook.com/VIPMotorSport

Más potencia y menor consumo en el Chevrolet Spark GT gracias al SRP Turbo de VIP Motorsport

El dilema.
"Andrés, quisiera hacerle una consulta, tengo un (ponga el nombre de cualquier carro) y quiero algo más de potencia, de paso me gustaría reducir el consumo de gasolina, no quiero gastarme un dineral en ello ni perder la confiabilidad de mi carro, ahhh y si es posible también quisiera parecerme a Brad Pitt". Esta es una de las preguntas que me hacen con más frecuencia, en muchos casos se trata de personas con carros cuyos motores son aspirados/atmosféricos y en donde sus propietarios resultan intentando una cantidad de cosas con las que no van a tener una ganancia de potencia significativa y en otros casos ni si quiera va a existir una ganancia real, con estos últimos me refiero a "chips milagrosos" comprados en eBay, ventiladores en el sistema de admisión, resistencias para el sensor de temperatura de aire, desconectar del regulador de presión de combustible y en algunos casos hasta calcomanías y brujería.

Pero vamos a ser realistas, los fabricantes no dejan mucho margen para extraer potencia de sus motores aspirados/atmosféricos, si fuera tan fácil mejorar la potencia sin comprometer la confiabilidad o la conducción en condiciones normales ellos ya lo habrían hecho; créanme, esos ingenieros saben "una o dos cosas" sobre los motores que están diseñando. Otra cosa son los motores turbo en donde hay formas más sencillas de lograr una buena ganancia de potencia o torque y este último, el torque es el que está tomando gran importancia en el desarrollo de los nuevos motores para mejorar la capacidad de respuesta del motor y para reducir las emisiones contaminantes y el consumo de combustible.

Bueno entonces: "Andrés quisiera hacerle un consulta... más torque, más potencia, menor consumo, poco presupuesto y con buena confiabilidad", así como quienes hacen esta consulta, los fabricantes también quieren menor consumo de combustible para reducir el CAFE, (No es café, es CAFE*) pero también quieren más torque y potencia sin tener que hacer motores más grandes, pesados y costosos que son la pesadilla de los "magos de las finanzas" en las compañías automotrices. Para lograr esto los fabricantes han recurrido a un viejo conocido, el turbocompresor. Aquí expliqué brevemente como es su funcionamiento y sus ventajas.



Explicación Técnica CAFE
El CAFE o Corporate Average Fuel Economy es una serie de regulaciones creadas en Estados Unidos en los años 70 (durante la crisis del Petróleo), fueron creadas con el fin de reducir el consumo promedio y las emisiones contaminantes de cada fabricante automotriz, se calcula basado en una fórmula cuyas variables son el consumo y el área del vehículo (multiplicando la distancia entre ejes por el ancho de vías) y luego ese valor se promedia entre todos los modelos disponibles por el fabricante, así que si por ejemplo un fabricante que vende muchos carros grandes pero también tiene en su línea de productos muchos carros pequeños compensa el promedio, mientras que un fabricante que se dedique solo a hacer deportivos lo va a pasar difícil para lograr un buen promedio, ¿recuerdan el Aston Martin Cygnet?, ese pequeño y sobrevalorado Toyota iQ con logos de Aston Martin y precio de Mercedes-Benz ya tiene más sentido ahora que sabemos esto; esta es otra de las razones por las que los fabricantes se están yendo por el camino de los motores con Turbo, pues son más eficientes y ayudan a reducir el promedio de emisiones y consumo; por cierto los estándares del CAFE están regulados por la NHTSA y la EPA es la encargada de medir las emisiones contaminantes

Entonces ¿qué hacer si su vehículo no trajo un turbo instalado de fabrica?, bueno afortunadamente los fabricantes no son los únicos que pensaron en esta idea y es aquí donde el equipo de VIP Motorsport entra en escena, ellos han desarrollado un sistema que permite mejorar la eficiencia del motor S-TEC del Chevrolet Spark GT y en el camino también lograron más potencia y torque sin reducir la confiabilidad. Ahí está su respuesta.

Y antes de que piensen que es exactamente lo mismo que les dijo el vendedor del chip milagroso en eBay les adelanto algo, un vehículo consume menos combustible en el cambio más alto posible (siempre y cuando no vaya muy bajo de rpm pues esto genera unos esfuerzos altísimos en las bielas y un mayor esfuerzo al motor), pero nuestra topografía muy montañosa y además de un mercado con una gran cantidad de pequeños motores atmosféricos/aspirados no son la mejor combinación para practicar este tipo de conducción, sin embargo con un turbocompresor se mejora el torque a bajar rpm, las pérdidas de potencia con la altura y se aumenta la potencia en todo el rango de rpm, así que facilita la conducción eficiente porque el vehículo va a responder muchísimo mejor sin necesidad de subir las rpm o velocidad del motor.

Aquí una gráfica que explica la teoría anterior, se trata del mismo vehículo (Chevrolet Spark GT) conducido de manera diferente, en el primer caso se acelera a fondo desde 2000 rpm en cuarta, en el segundo caso el vehículo va en segunda, a 4000 rpm y se tiene que usar menos acelerador para lograr la misma potencia que en el primer caso, por lo tanto el consumo va a ser menor ¿cierto?, No.

En el primer caso el consumo específico es menor y aquí hay varias razones: Una es que la mayoría de la energía que se produce en la combustión se desperdicia en pérdidas por fricción, temperatura y ruido, a mayor velocidad del motor existe una mayor fricción, también hay otro factor y es que a mayor velocidad del motor también se inyecta combustible más veces en el mismo periodo de tiempo.

Bien, pero esto de poner un turbo a un motor es algo que muchos preparadores han hecho en muchas ocasiones, ¿cierto? algunos con buenos resultados y otros en los que la confiabilidad no es su punto fuerte y que resultan en una ensalada de válvulas dentro de los cilindros, ¿entonces qué diferencia a este proyecto de VIP Motorsport?, en una palabra: Investigación.

El Proyecto

El proyecto se llama Sistema de Repotenciación Automotriz SRP, en pocas palabras y bien resumido se trata de la instalación de un sistema de inducción forzada a través de un Turbocompresor para mejorar la eficiencia, reducir el consumo y aumentar la potencia y el torque, esto sin necesidad de extensivas modificaciones que alteren la originalidad del vehículo y su confiabilidad. Pero va mucho más allá que eso y de seguro querrán saber cómo lo lograron y que hace de este proyecto algo muy especial.

El desarrollo

El equipo de VIP Motorsport llevó a cabo un admirable proyecto de investigación que comenzó probando el rendimiento del Spark GT en condiciones controladas, las pruebas de laboratorio las realizaron usando un dinamómetro, sistemas de medición de consumo así como otros equipos especializados y claro está: siguiendo las normatividad especificada para este tipo de procedimientos que ha estipulado la SAE (Sociedad de Ingenieros automotrices por sus siglas en Inglés).

Después vino la elección del turbocompresor, esto es algo que no se debe tomar a la ligera, no es como escoger entre Pepsi o Coca Cola, es un proceso que requiere de un estudio concienzudo sobre lo que se quiere lograr de acuerdo a muchas variables. La siguiente tabla muestra algunas de las opciones que tenían en mente entre los cuales quedaron dos "candidatos", pruebas posteriores determinarían cual era la mejor opción dados los objetivos fijados en el proyecto.

Una vez seleccionado el turbo implementaron todos los sistemas de adquisición de datos y comenzaron las pruebas, pero esto implicaba la construcción de sistemas de medición que debían adaptarse al motor del Spark GT, como no es algo que uno pueda ir a conseguir en un Home Center, el equipo debió fabricarlos, aquí les dejo una parte del proceso.

El siguiente paso fue el de instalar el turbo, sus tuberías presurizadas y demás elementos que componen el sistema, siempre con la premisa de mantener la mayor cantidad de piezas originales, incluso lograron mantener la caja y su respectivo filtro de aire original.

Estas imágenes muestran el nivel de terminados que logró el equipo de VIP Motorsport en este montaje, las soldaduras empleadas en la unión de componentes metálicos son asombrosas y esto no solo influye en la presentación del producto sino en su calidad y duración. Y ahora que está todo listo es momento de unir todo y darle vida a este motor.

Hasta aquí la primera parte, en la siguiente entrega tenemos las pruebas de consumo y los resultados de potencia y torque que se lograron con este sistema.

El equipo VIP Motorsport.

Un Ingeniero Mecánico, un Ingeniero Mecatrónico, dos Ingenieros de Sistemas y un Técnico preparador son los principales integrantes del equipo, quienes no sólo tienen un vasto conocimiento en sus áreas y son excelentes profesionales sino que además comparten una pasión: los motores; de un equipo así solo pueden resultar cosas buenas y si a esto le sumamos el apoyo de la Universidad Tecnológica de Pereira, Incubar Eje Cafetero y de Colciencias, ya tenemos todo lo necesario para lograr un proyecto de este nivel; si desean conocer más de este equipo de emprendedores pueden ver su video aquí.

Para más información pueden consultar su página de Facebook aquí:
https://www.facebook.com/VIPMotorSport

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.