Los motores atmosféricos quizá nos suenen a un elemento del pasado, a un tipo de motor propio de una época anterior a la aparición de los turbo. Sin embargo, a pesar de que ya no son tan populares, todavía siguen siendo utilizados en multitud de motores.
Ahora bien, en el sector de la automoción, que es el que nos ocupa, son ya una rara avis.
En el post de hoy explicaremos qué es un motor atmosférico, cómo funciona, cuáles son sus características y las razones por las que los motores turbo les han “comido la tostada”.
¡Arrancamos!
¿Qué es un motor atmosférico?
Un motor atmosférico es un motor de combustión interna en el que el aire que llega a los cilindros depende de la presión atmosférica. En este tipo de motores la mezcla entre aire y combustible se da a través de aire aspirado de forma natural, sin necesidad de un sistema auxiliar como puede ser en el caso de los motores con turboinyección. En concreto, el aire accede a los cilindros por presión atmosférica, llenado así el vacío que deja el cilindro en su recorrido de admisión cuando se encuentra en su punto inferior (PMI).
Características del motor atmosférico
Actualmente podemos encontrarnos este tipo de motores en versión tanto diésel como gasolina, siendo su principal diferencia con los motores turbo la inyección de aire porque, como decíamos, en los motores atmosféricos la inyección depende de la presión atmosférica exterior y no de un complejo sistema de alimentación.
Volviendo a la cuestión de los motores, es más habitual encontrar actualmente un motor atmosférico de gasolina que de diésel. La razón es porque, a pesar de su robustez, su potencia específica está muy limitada con respecto a los motores turboalimentados.
Para que nos hagamos una idea, en el caso de los motores turbo el aire que se emplea se recoge de los gases que se dirigen hacia el tubo de escape, para pasarlos por una turbina hacia los cilindros. En este proceso, la presión se incrementa entre 0,5-1,5 bares con respecto a la presión atmosférica.
Cómo se alimenta un motor atmosférico
Pues bien, ya tenemos claro que el motor atmosférico depende, para su alimentación, de la presión atmosférica. ¿Pero, qué significa esto? Pues que se ve influenciado en su rendimiento por la presión del aire.
Esto trae consigo una serie de ventajas y desventajas. En lo relacionado con la captación de aire, la influencia de la geografía. Es decir, si vamos conduciendo muchos metros por encima del nivel del mar, la presión será inferior y el motor atmosférico no captará la misma cantidad de aire que estando a nivel del mar. Esto resulta en una pérdida de potencia.
Ocurre lo mismo si atravesamos un área de bajas presiones (borrasca).
Rendimiento del motor atmosférico
Como habrás podido deducir, depender de la presión atmosférica hace que el rendimiento del motor se pueda ver comprometido según la altitud o el área en el que se mueve.
Sin embargo, y a diferencia de los motores turboalimentados, la respuesta en los motores atmosféricos es inmediata. Es decir, no hay lo que se conoce como “turbolag”, un pequeño retraso que se da al pisar el pedal del acelerador y notar la respuesta, que se puede notar en los motores turbo.
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¿Qué coches llevan motores atmosféricos?
A pesar de que, como hemos visto, los motores atmosféricos son difíciles de ver a estas alturas, todavía hay una serie de coches, sobre todo modelos deportivos de marcas de lujo, aunque también utilitarios, que utilizan motores atmosféricos.
La tendencia que llevó al motor turboalimentado a sustituir al atmosférico tuvo su punto álgido en 2010 con la aparición de los motores ecoboost. Sin embargo, los motores turboalimentados ya llevaban por entones más de una década instalados en muchos modelos.
Algunos de los modelos actuales que portan un motor atmosférico son, entre otros:
- Jeep Wrangler 392
- Ferrari 812 Superfast
- Mazda 3
- Mitsubishi Mirage
¿Qué es un motor turboalimentado?
En contraposición al motor atmosférico está el turboalimentado, ese tipo de motor que se está quedando con toda la cuota del mercado.
En resumen, los motores turboalimentados disponen de una pequeña turbina que se acciona utilizando el aire de escape. A través del turbo, se aumenta la presión del aire que entra en la cámara de combustión, generando una explosión mayor y, por lo tanto, más potencia.
Gracias a la presión que se consigue de este modo (0,5–1,5 bares más que la presión exterior), la potencia alcanzada es mayor.
Tipos de motor turbo
Entre los motores turbo nos encontramos con dos tipos, los motores turbo fijos y los motores turbo variables.
Veámoslos en detalle:
Motor turbo variable
El motor turbo variable permite regular el paso de los gases de escape, manteniendo así un flujo alto a pesar de que el caudal de aire pueda ser inferior, de forma que pueda aprovechar la energía de los gases aun en momentos en los que sea menor.
Para hacerlo, estos motores modifican la geometría de la turbina, regulando la presión que entra en el colector de admisión. Esto se hace mediante el movimiento de los alabes del distribuidor, que se reorientan según las necesidades del motor hacia el ángulo más eficiente en cada momento.
Motor turbo fijo
En el caso del motor turbo fijo, el volumen de aire que entra por la turbina se mantiene constante. Esta necesidad de un volumen regular es la que puede provocar el turbolag del que hablábamos antes, ya que el motor necesita una cantidad determinada de gas para mover la turbina y generar potencia.
Por esta razón, si la cantidad de gas se ve comprometida, la potencia se resentirá. Este tipo de turbo tiene un rango de funcionamiento menor que el variable. Depende en gran medida del tamaño de la turbina, pues cuanto mayor sea mayor será también la cantidad de gas que necesita.
Otro “problema” asociado al motor turbo fijo es su rendimiento a bajas revoluciones, ya que no se produce todo el gas que necesita para proporcionar la energía que demanda el vehículo (o el conductor).
Downsizing, ¿qué es?
Relacionado con los motores turboalimentados está el concepto de “downsizing” o, lo que es lo mismo, la técnica mediante la cual se reduce el tamaño de los cilindros, consiguiendo un motor más ligero, menos contaminante y con un consumo más bajo, pero intentando mantener la potencia.
La presencia del downsizing viene de la mano de las regulaciones sobre contaminación y control de emisiones, lo que hace que el downsizing sea una práctica habitual en todos los fabricanes.
Relación de compresión. Qué es y su importancia
Junto al término downsizing, a la hora de hablar de motores de combustión, se suele mencionar a menudo la relación de compresión. Como tal, este término hace referencia a la diferencia de volumen entre el aire y el combustible en la mezcla durante la compresión en el cilindro.
La relación de compresión influye de forma directa en la forma de aprovechar la energía que tiene el motor, es decir, en su rendimiento térmico. Por lo general, a mayor presión mejor rendimiento, porque la explosión es mayor y genera más potencia.
¿Qué diferencia hay entre un motor atmosférico y un motor turbo?
Pero volviendo al asunto que nos ocupa, esto es, el motor atmosférico, y ya que hemos hablado de cómo los motores turbo le han comido terreno, veremos ahora la diferencia que hay entre ambos tipos de motores:
Esperamos haber explicado como corresponde todo lo relacionado, al menos de forma básica, con el motor atmosférico, aprovechando su comparativa con el motor turbo. Si te interesa el mundo del motor no podemos dejar de recomendarte nuestro blog, donde encontrarás información de todo tipo acerca del sector de la automoción y el renting en particular.