TDI GRUPO VAG: SIGLAS REVOLUCIONARIAS

TDI GRUPO VAG: SIGLAS REVOLUCIONARIAS

La incesante evolucin de las mecnicas TDI las ha llevado a ofrecer elevadas prestaciones y consumos contenidos con mecnicas de gasleo. Hoy, TDI es a Diesel lo que GTI a gasolina, el grupo Volkswagen cre ambas denominaciones, y la evolucin de sus motores de gasleo ha creado lo que, merecidamente, se denomina ya GTI Diesel.

Elevadas cifras de potencia, disminucin de ruidos, alto placer de conduccin, los Diesel de hoy nada tienen que envidiar a sus hermanos de gasolina, suponiendo en muchos casos una compra mucho ms aconsejable incluso para quien desea elevadas prestaciones. Pero, Cmo y cundo comenz esta pequea revolucin? A partir de qu momento los vehculos Diesel dejaron de tener fama de sucios, lentos y ruidosos? El grupo Volkswagen ha tenido gran parte de culpa, aunque no ha sido el nico artfice de tan importante transformacin.

El motor de gasolina fue patentado en 1876 mientras que el primer esbozo de funcionamiento del Diesel lo fue en 1892 (el motor fue patentado en 1907) 16 aos despus que el de ciclo Otto. Eso s, la primera vez que un motor Diesel dio realmente sus primeros giros sucedi a finales de 1896. En ese momento sus homlogos de ciclo Otto haban superado ya por dos aos su mayora de edad.

Teniendo en cuenta dichos datos resulta an ms llamativa la evolucin de los motores de gasleo y su cada vez mayor acercamiento a los de gasolina en trminos de potencia y prestaciones (en consumo siempre han sido mejores) Lo de su menor consumo no debe sin embargo resultar extrao, pues el objetivo de Rudolf Diesel (inventor de los motores con el ciclo que lleva su nombre) fue crear una mecnica de mayor eficiencia termodinmica.

El turbocompresor fue la primera gran revolucin de los Diesel. De un lado, y gracias al aumento de aire que permite entrar en los cilindros, mejora el llenado de los mismos, aumentando el par motor. De otro, su entrada en funcionamiento hace que la velocidad a la que el motor sube de vueltas sea mayor. No aumentan las revoluciones por minuto a las que puede girar la mecnica pero s la velocidad a la que aumenta su ritmo de giro, haciendo as ms rpida la respuesta al acelerador. En 1982 Volkswagen introdujo este elemento en el motor de gasleo de un Golf de la primera generacin. Con 70 CV para una cilindrada de 1,6 litros aqul motor no era la panacea por potencia o suavidad de funcionamiento, pero fue el inicio de una carrera imparable. Se haba dado la primera vuelta de tuerca de las mecnicas Diesel del grupo VAG. Entonces, ni siquiera los tcnicos de la marca alemana podan imaginar que dicha tuerca pudiera girar una y otra vez dando la sensacin de ser un tornillo sinfn. La segunda gran transformacin se produjo en dos pasos y respondi a la incorporacin de la inyeccin directa. En realidad, los motores de gasleo fueron pensados ya para trabajar con esta tcnica, pero a los automviles de turismo hubo que dotarlos de inyeccin indirecta para evitar las vibraciones y ruidos que ocasionaba la directa. Dado que estos dos inconvenientes no lo eran tanto en vehculos industriales stos utilizaron dicho tipo de inyeccin directa mucho antes de ser acoplada a los turismos.

La "vuelta al pasado" en el sistema de inyeccin fue incorporada a un turismo por otras marcas antes de que lo hiciera el grupo Volkswagen (primer paso), aunque lo cierto es que los problemas de vibracin y ruidos no fueron realmente solventados (o por lo menos muy amortiguados) hasta la aparicin de los TDI pues fueron estos los que, adems de la inyeccin directa, recurrieron a la gestin electrnica del motor y a la incorporacin de otros elementos que contrarrestaban las vibraciones.

As, la primera mecnica de inyeccin directa comercializada en vehculos de turismo se debi a la marca italiana Fiat. Esta lanz al mercado mundial el Croma turbodiesel de inyeccin directa en el ao 1986 (2,5 litros y 105 CV) mientras que Rover continu la saga el mismo ao con el Montego, que montaba la misma mecnica Perkins del Maestro pero sustituyendo la inyeccin indirecta por la directa. Ahora bien, para encontrar las primeras investigaciones del grupo Volkswagen en el terreno de la inyeccin directa de gasleo para turismos hay que remontarse a 1974,cuando el profesor Hans List comenz un proyecto con el objetivo de acoplar dicho tipo de motor a un automvil. El por qu de estas investigaciones no hay que buscarlo en el deseo de mejorar la tcnica o en un intento de diferenciarse de la competencia. La razn fundamental estuvo en la crisis del petrleo, que hizo temblar los cimientos de una industria (la del automvil) en la que el consumo de combustible no haba sido hasta entonces un parmetro de alta valoracin.

Tan slo tres aos ms tarde (1977) se haba realizado un prototipo de motor denominado AVL LDX 2001 que ya contaba con un sistema de inyector-bomba, aunque fuera mecnico. Sin embargo, hubo que esperar cinco aos para ver el primer turbodiesel del que hemos hablado al principio. Tena 16 CV ms que la mecnica atmosfrica que tomaba como base pero continuaba utilizando inyeccin indirecta e inyectores tradicionales con bujas de precalentamiento.

Los frutos reales de aqullas primeras investigaciones no aparecieron en el mercado hasta el ao 1989, momento en el que vio la luz el Audi 100 TDI de cinco cilindros y 120 CV de potencia. En este vehculo, adems de la inyeccin directa, se incorpor la verdadera aportacin del grupo Volkswagen en el campo de la inyeccin directa Diesel, la gestin electrnica del motor.

Adems, se utiliz una inyeccin en dos fases e inyector de cinco orificios. Audi habl entonces de inyeccin directa de segunda generacin, y sus principales aportaciones prcticas fueron la disminucin de ruidos y un funcionamiento menos tosco que el de las realizaciones anteriores. Desde entonces y hasta nuestros das la evolucin de las mecnicas TDI ha sido constante y, en cada ocasin, cometemos el error de pensar que ya se ha dado la ltima vuelta de tuerca a los motores TDI.

LA BASE DEL XITO

El bloque motor de 1896 cm3 no fue el primero en recibir la inyeccin directa pero desde luego s ha sido el ms prolfico y, an ms importante, la base sobre la que se han desarrollado posteriormente las innovaciones que han hecho de los TDI la referencia en cuanto a mecnicas Diesel. La aparicin de la inyeccin directa en dicho bloque se retras dos aos respecto a su debut en el Audi 100. Corra el ao 1991 y el hermano pequeo del 100, el 80, reciba en primicia y en exclusiva el cuatro cilindros TDI con una potencia de 90 CV. Dicho motor tard tres aos en incorporarse al Golf, habiendo sido montado anteriormente sobre el Passat. Con este nivel de potencia no impona respeto a una competencia que llevaba tiempo ofreciendo valores iguales o superiores, eso s, los consumos resultaban realmente contenidos.

Para la adecuacin a la inyeccin directa se elimin la precmara de turbulencia y, utilizando una bomba rotativa de alta presin para todos los cilindros, se inyectaba el gasleo a travs de inyectores Bosch de doble muelle a una presin mxima de unos 950 bares. Los inyectores tenan cinco orificios para mejorar la pulverizacin del combustible, y el doble muelle consegua una inyeccin en dos etapas que mejoraba la progresividad y suavidad de la combustin. Aun as, el motor era tachado de excesivamente rumoroso y no mejoraba a la competencia en prestaciones. Esta mecnica es todava utilizada por un amplio abanico de vehculos del grupo, desde el Ibiza al Octavia pasando por Golf, Crdoba e incluso el derivado de turismo Volkswagen Caddy.

Dos aos ms tarde, en 1995, se incorpor, sobre la misma mecnica pero en la carrocera del Golf, el turbo de geometra variable, con lo que la potencia ascendi de 90 a 110 CV. A travs de una unidad de control se ajustaba el ngulo de los atabes del turbo, haciendo variar la presin de carga entre 0,95 y 1,95 bares. La bomba inyectora de mbolo axial llegaba a ofrecer una presin de 1100 bares. Al mismo tiempo, y para soportar la sobrecarga, se redisearon pistones y segmentos, se reforz el cigeal y se aument el tamao del radiador de aceite, adems de utilizar un nuevo volante motor de doble masa buscando reducir vibraciones y sonoridad.

Con esta mecnica surgieron los primeros comentarios acerca de sus excelencias "es prcticamente imposible encontrar otro coche con tan buenas prestaciones y tan bajo consumo", la leyenda comenzaba a tomar forma. De hecho, este motor contina moviendo varios modelos del grupo con excelentes resultados. El mejor exponente es el

Ibiza que, slo en su segmento por lo que respecta a su cifra de potencia, fue desde principio catalogado de deportivo gracias a la excelente relacin peso/potencia; poco ms de 10 kilogramos por CV.

Posteriormente se desarroll un motor que, en buena lgica, debera haber sido el primer paso de la inyeccin directa y que se present sobre el Seat Ibiza. Aqu, ms que de evolucin podramos hablar de involucin, pues tomando como base el TDI de 90 CV se proceda a eliminar el turbo para obtener una potencia de 64 CV. Con dicho motor no se pretenda aumentar la potencia, de hecho, se mantena inalterada con respecto al mismo bloque con inyeccin indirecta, pero los consumos mejoraban en torno a un 15% de media.

Esta motorizacin tiene una particularidad, y es que dependiendo de tos modelos y marcas que la utilizan rinde, tericamente, 64 68 CV sin cambios relevantes. As, los derivados de turismo Caddy e Inca y el Skoda Fabia se quedan en 64 mientras que Ibiza, Crdoba, Len y Golf ofrecen 4 CV ms. La diferencia parece ser un mejor funcionamiento de la versin ms potente a revoluciones superiores, alcanzndose la potencia mxima a 4200 rpm frente a las 4000 de la versin de 64 CV. El par mximo es tambin superior pero se mantiene slo entre 2200 y 2600 rpm mientras que en la versin de 64 CV el valor mximo es constante entre 1600 y 2800 rpm.

En 1998 se incorpora otra de las grandes novedades de los TDI, la bomba-inyector. Con esta tecnologa se consegua una gran compacidad y se abandonaba la bomba axial que trabajaba para todos los cilindros y proporcionaba un mximo de presin de 1100 bares. Dicha bomba era sustituida por un sistema independiente para cada cilindro que, adems, llegaba a situar la presin mxima en 2000 bares y:'. era capaz de realizar una preinyeccin que mejoraba la combustin. Con esta primera incorporacin de la bomba-inyector se lograba, ms que aumentar la potencia mxima, mejorar la fuerza a bajo y medio rgimen.

Por primera vez se acopl un cambio de seis relaciones a una mecnica TDI, y dado el elevado par que ofreca poda mover unos desarrollos de cambio que hubieran resultado excesivamente largos poco tiempo antes. As, el Golf o el Bora, que son los nicos modelos que en la actualidad utilizan dicha mecnica (monovolmenes aparte), llegan a tener un desarrollo en sus marchas ms largas de casi 55 km/h (54,91) Esto implica que a rgimen de par mximo (1900 rpm) el vehculo circula a poco menos de 105: km/h reales, es decir, una velocidad ms que habitual en carretera y a la que se pueden obtener consumos realmente reducidos , sin requerir cambiar de marcha para adelantar o subir pendientes.

Como continuacin de esta evolucin mecnica : surgi una variante de menor potencia que resulta, cuando menos, llamativa. Se trata .del TDI de 101 CV

oque apareci en el Skoda Fabia. Ya en la prueba de dicho vehculo hablbamos del extrao comportamiento de Volkswagen respecto a sus potencias anunciadas. As, los 101 CV (100 si hablamos de Golf o Bora) no se consiguen con cambios relevantes respecto a la versin de 115 CV, o al menos la marca no las ha comunicado. Este motor cuenta, como el ms potente, con turbo de geometra variable y: bomba-inyector, pero su par: terico se sita 6 kg.m por debajo. Podra pensarse que se trata de un simple reajuste electrnico, pero es que en nuestro banco de potencia las diferencias entre ambas mecnicas bien podran ser las existentes entre dos versiones de un mismo motor. Lo dicho, no acabamos de entenderlo.

A finales del ao 2000 se gir un poco ms "la llave de la potencia" y el Audi A4 mont por primera vez la versin de 130 CV. Para lograr dicho aumento de potencia se utiliz una culata de diseo completamente nuevo, y se vari el flujo de combustible optimizando el' inyector mediante la modificacin de la geometra de sus orificios. Para soportar el mayor. esfuerzo se adecu la resistencia de los pistones, las bielas, el cigeal y el bloque motor. Por su parte los pistones estn fabricados en aleacin de aluminio de mayor resistencia al calor y la bomba de aceite vio incrementada su capacidad en un 25%. La presin de inyeccin llega hasta los 2050 bares.

Tan slo unos meses despus de la aparicin del motor anterior vio la luz la, hasta ahora, ms potente versin del cuatro cilindros, el TDI de 150 CV. D nuevo ocurre con esta mecnica respecto ala de 130 CV lo qu ya comentamos entre la de 101 y 115. Presentado primeramente en el Golf e introducido con posterioridad en el Seat Len, las variaciones que aporta e! motor de 150 CV no han sido especificadas por las marcas. En el Golf ni siquiera se hace referencia a las mismas, mientras que en el Len se habla de las diferencias que tiene respecto a la versin de 110 CV. As, aporta bomba-inyector, diseo optimizado de los inyectores y pistones adaptados, es decir, las mismas variaciones que el motor de 130 CV.

Claro que tambin se habla de turbo de mayor tamao, un nuevo recorrido de los gases de admisin y la adopcin de un intercooler mejorado, aunque no queda claro si dichas variaciones fueron adoptadas por la versin de 130 CV. Lo cierto es que, una vez metidos en banco, tanto el 130 como el 150 CV han mejorado tanto sus cifras de par como de potencia. La versin de 130 ha llegado a ofrecer casi 150, y la de 150 se ha "conformado" con 162 CV. As, la diferente gestin electrnica del motor y aquellos cambios que, con respecto al 110, no comparte con l de 130 CV, hacen que, efectivamente, su potencia final sea mayor.

Dnde se esconde la potencia?

Si hoy da se alcanzan tan elevadas potencias de las mecnicas Diesel, por qu no se ha hecho antes? Lo cierto es que, de principio, estas mecnicas tenan todas las papeletas para haberse convertido en dominadoras de la industria. La base de partida es aplastante en su planteamiento: el poder calorfico del gasleo es ms de un 17% superior al de la gasolina (155x106 Julios frente a 132x106) Adems, la capacidad de aprovechamiento energtico del combustible es superior. As, Volkswagen cifra dicho aprovechamiento en un 35% para los motores Diesel tradicionales y 30% para los de gasolina, siendo de un 40% cuando se trata de mecnicas con inyeccin directa y dotadas de turbocompresor. Por ello la fuerza (par) que desarrollan los vehculos de gasleo suele ser superior a la de los vehculos de gasolina de similar, e incluso superior, cilindrada.

Pero dicho aprovechamiento se ha utilizado hasta hace poco tan slo en el apartado del consumo. La consecucin de las prestaciones ha sido un proceso que ha tardado ms en iniciarse y que, una vez comenzado, se ha desarrollado con una rapidez que pocos podan sospechar. Y es que la potencia final depende de otro factor que no entra en los clculos anteriores: las revoluciones a las que puede girar el motor.

As, la potencia en CV es el par en kg.m multiplicado por 0,0014 y por las r.p.m a las que gira el motor. Puesto que las mecnicas de gasleo tienen mas dificultades para girar a elevadas revoluciones, el objetivo de obtener de un motor Diesel la misma potencia que de uno de gasolina se ha centrado, sobre todo, en alcanzar el par necesario para contrarrestar su menor capacidad de giro. Podra crearse un motor de gasleo que girara a mayor nmero de vueltas, pero entonces quedara resentida la fiabilidad mecnica por lo que es un camino que se ha desestimado. Los tres caminos empleados para alcanzar dicha meta son la incorporacin del turbo, la aparicin de la electrnica y la obtencin de mayor presin de inyeccin. El turbo fue el primero en aparecer, habindolo hecho en dos fases; la primera tuvo lugar con el turbo propiamente dicho mientras que la segunda tuvo que ver con el nico Inconveniente que este elemento ocasionaba, slo funcionaba bien a determinado rgimen de giro. Y as apareci el turbo de geometra variable. Lo de la electrnica fue posterior. Aprovechando el desarrollo existente en dicho campo pudieron acoplarse sensores en diferentes lugares del motor y a travs del anlisis de dichos datos, se variaban parmetros para conseguir un funcionamiento mas eficiente de todo el sistema. Casi al mismo tiempo que la electrnica comenz a trabajarse en el aumento de presin en los inyectores. La evolucin de diferentes tipos de bombas axiales y rotativas hizo que la presin mxima de las mismas pasara de 950 a 1850 bares en el grupo Volkswagen. Mientras, el grupo Fat desarrollaba el conducto comn (common-rail), un sistema sencillo que, con una simple bomba elctrica, proporciona elevadas presiones. Pero el "invento" que ha obtenido las mayores presiones ha sido la bomba-inyector. Este sistema, completamente mecnico, es hoy capaz de alcanzar una presin mxima de 2050 bares.

Con todo, la historia de las mecnicas Diesel es anloga a la historia del patito feo, naci como un pato para transformarse en un cisne, y dicho proceso de transformacin ha sido posible gracias a las innovaciones comentadas. Claro que si el turbo hizo que el pato perdiera su poco atractiva imagen (lase mayores prestaciones y rapidez para subir de vueltas) la inyeccin directa y el constante aumento de presin lo ha catapultado a la esfera de los cisnes. Mejora de los consumos, aumento de la potencia y menores emisiones contaminantes se anan en unas mecnicas cuyo mejor exponente se encuentra en un solo apellido: TDI.