ESTÁ QUE ARDE
La popularidad de los motores ‘de uve caliente’ se ha disparado. Esta es la historia de cómo empezaron y por qué representan el futuro de los motores en V.
Hace una década, nadie tenía un motor ‘de uve caliente’. Literalmente nadie. Sin embargo, ahora que audi, Mercedes y Porsche se han subido al carro, parecen estar por todas partes. Todo empezó cuando la división M de BMW se puso a buscar algo ‘diferente’ para propulsar la versión M5 de la pasada generación del Serie 5 –la presentada en 2010 y con código de modelo F10–. A finales de la década pasada, el BMW M5 empleaba un motor 5.0 V10 atmosférico –código S85 para los amigos– que era, al mismo tiempo, uno de los propulsores de girar más sedoso y electrizante del mundo… y, de cara a una utilización ‘convencional’, un motor con una cantidad de par cómicamente escasa. Resultaba espectacular entre 6.000 y 8.000 rpm, pero hasta llegar a esa marca del tacómetro, la aguja, más que avanzar, se arrastraba.
Había quien lo amaba; había quien lo odiaba y, sobre todo, había quien hacía las dos cosas, dependiendo de la parte del cuentavueltas en la que se encontrara la aguja. Por aquel entonces, por cierto, su máximo rival era el 6.2 V8 de Mercedes-aMG. Se trataba de un motor de gran cilindrada, diseñado para entregar un par generoso a medio régimen, pero que carecía de la mágica explosividad del 5.0 V10… un detalle que situaba a BMW en una posición de relativa superioridad.
Pero, en el departamento M, sabían que se avecinaba un problema enorme. de cara a la siguiente generación de modelos, el S85 iba a tener que encargarse, no sólo de propulsar al próximo M5, sino también a los todo camino X5M y X6M. Y los 300 kg de sobrepeso de ambos SuV iban a actuar como una gran y cruel lupa, sacando a relucir y magnificando el principal defecto del 5.0 V10: su cavernosa laguna de par. de forma que no había vuelta de hoja: el sucesor del S85 5.0 V10 iba a tener que emplear sobrealimentación.
Sin embargo, el mero hecho de adosar un par de turbos a un bloque V8 no habría sido suficiente para satisfacer a los chicos de BMW Motorsport. Si querían tener todo el par a bajo y medio régimen que brinda la sobrealimentación, pero conservando un poquito de la respuesta al acelerador de un motor atmosférico de gran cilindrada, iban a tener que ingeniar algo especial. Y así fue como empezó a tomar forma la idea de la uve caliente.
el resultado de estas cavilaciones fueron los motores n63 y S63: la versión ‘de calle’ y ‘deportiva’, respectivamente, del 4.4 biturbo de BMW. en concreto, la variante n63 la estrenó, en 2008, el BMW X6 xdrive50i; mientras que la más radical, sofisticada y deportiva, la S63, la emplearon, en 2010, los citados X6M y X5M –fue la primera vez que un BMW M empleaba un motor turbo– y, un año después, el BMW M5 – encarnada en la variante apodada S6344TÜ–.
La idea era relativamente sencilla, e inicialmente no implicaba construir un motor de ‘uve caliente’. en el departamento M llegaron a la conclusión de que, para obtener buenos tiempos de respuesta de los turbos, necesitaban alimentar a cada uno de ellos con gases procedentes de ambas bancadas, un concepto que apodaron como ‘alimentación cruzada’ o cylinder-bank comprehensive Manifold (ccM). Y para conseguir eso, el único sitio en el que podían montarse los colectores de escape y los propios turbos era el interior de la V del motor. Y fue en ese momento cuando los chicos de BMW se percataron de que la idea de montar los turbocompresores en el espacio central del
bloque de un motor V8 tenía todo el sentido del mundo, incluso en el caso de aquellas aplicaciones que no son rabiosamente deportivas.
Tal como explica el vicepresidente de ingeniería de BMW Motorsport, Dirk Haecker, “nos decantamos por esa solución de los colectores de escape de alimentación cruzada porque era la que ofrecía las máximas ventajas tanto en términos de respuesta de los turbocompresores como en cuanto a renovación de carga y entrada de aire fresco en los cilindros”.
“La solución tenía que ser capaz de agrupar los pulsos de gases que salían de los cilindros equiespaciados. Esto nos condujo a la idea de tener unos colectores de escape ‘entrelazados’, y eso nos obligó a inventar la V caliente. Una ventaja añadida de esta arquitectura es que resulta muy compacta”, asegura Haecker.
Sin embargo, aunque los motores de todos sus rivales son posteriores, ninguno ha apostado por una solución tan ambiciosa. Hasta hoy, BMW es el único fabricante que se ha atrevido a fabricar un V8 con ‘alimentación cruzada’. Haecker rechaza especular sobre por qué otras marcas no han seguido los pasos de BMW, pero reconoce que no se trata de una solución muy sencilla. “Enfriar los turbocompresores cuando se encuentran en el interior de la V es más complicado que hacerlo si están en los costados de las bancadas. Además, aparte de los propios turbos, en el interior de la V hay otros componentes que corren el riesgo de morir achicharrados si la refrigeración no es perfecta. Y a ese problema hay que añadir que nuestros colectores sufren un estrés mecánico adicional impor-
tante, derivado del movimiento relativo de una bancada respecto de la otra”.
Los turbos en sí mismos son de tipo twin scroll. Pero, aparte de eso, no son diferentes de los que se emplearían en otra ubicación y, “si la refrigeración es la adecuada”, insiste Haecker, “no están sujetos a mayores exigencias”.
En la aplicación más ‘titánica’ –mover al X6M, que pesa 2.340 kg y acelera de 0 a 100 km/h en 4,2 segundos–, el 4.4 desarrolla 575 CV y 750 Nm de par que están disponibles desde sólo 2.200 rpm y hasta las 5.000 rpm. En su variante más potente; la que propulsa al actual M6 Competition Package, entrega 600 CV de potencia máxima entre unas alucinantes 6.000 y 7.000 rpm, y unos no menos impactantes 700 Nm de par máximo entre 1.500 y 6.000 rpm.
Al volante, es algo que se percibe nítidamente. No sólo hay par abundante a cualquier régimen, sino que no existe otro motor V8 biturbo que gire con tanta rabia en la parte alta del cuentavueltas como el S63… a excepción del exclusivísimo 3.9 V8 biturbo de Ferrari –que propulsa a modelos como el 488 GTB–.
A parte del par a bajas vueltas, la principal cualidad positiva del S63 es que gasta menos combustible que su predecesor, algo a lo que contribuye decisivamente su inferior cilindrada. Así, el M6 Competition Package anuncia un consumo medio de 9,9 litros/100 km, una cifra que se sitúa convenientemente por debajo de la barrera psicológica de los 10 litros y que representa una reducción del 31% respecto del consumo medio homologado del M5 E60 de 2005. Inicialmente, el motor S63 atrajo la atención de Audi. Y poco después, de Mercedes. Un año después del lanzamiento del M5, Audi presentó un motor V8 con aún menor cilindrada –4.0 litros– y un par de turbocompresores empotrados en el interior de la V –también de tipo twin scroll–. En cuanto a Mercedes, AMG esperó hasta el año 2015 antes de hacer lo propio y lanzar el 4.0 V8 M178, el motor encargado de propulsar a modelos como el Mercedes-AMG GT o, en la versión presentada este año, que ha incorporado desconexión de cilindros, al AMG E 63.
Sin embargo, el motor que propulsa a los superdeportivos RS6 y RS7 no representa la primera incursión de Audi Sport en el mundo de los V8 biturbo. Antaño, allá por 2002, cuando Audi Sport aún se llamaba Quattro GmbH, se comercializó un RS6 –tanto en versiones berlina como familiar– que empleaba un motor BCY077 4.2 V8 biturbo que entregaba 450 CV de potencia y 580 Nm de par máximo. Pero los turbos de aquel V8 estaban montados a ambos costados del bloque.
Después, en 2007, vino un RS6 aún más peculiar: uno con propulsor 5.0 V10 biturbo. El
bloque motor procedía del Lamborghini Gallardo… aunque la negociación con Lamborghini y la modificación del propulsor no plantearon problemas ya que, al fin y al cabo, era la propia Audi la que se encargaba de fabricar los bloques V10 en su fundición de Gyor, en Hungría.
Aquel monstruo entregaba 580 CV de potencia máxima, una cifra que mandó temporalmente al garete cualquier presunta guerra de potencias en la que estuvieran enzarzados los fabricantes alemanes. Sin embargo, era un motor caro, pesado, complicado, no muy fiable y, con un consumo de 14 litros y unas emisiones de 333 gr de CO por kilómetros, no era lo que se dice una 2 demostración de conciencia medioambiental.
A pesar de tener sólo 4 litros de cilindrada, el actual V8 de V caliente de Audi entrega hasta 605 CV de potencia entre 6.100 y 6.800 rpm en su variante RS7 Performance, y le sale a Audi Sport mucho más barato de fabricar que su predecesor V10. Además, también es más ligero, más corto, y es capaz de homologar 9,5 litros de consumo medio homologado, equivalentes a 221 gr de CO . A ver si nos centrAmos Cuesta imaginar un progreso ingenieril menos coherente que el de Mercedes-AMG y sus motores. En los años 80 apostaban por un 6.0 V8. Para sustituir a ese propulsor, en 1998, presentaron el 5.4 M113 V8 sobrealimentado. Y después, en 2008, lo reemplazaron por el 6.2 V8 atmosférico. Ese motor sobrevivió hasta 2011, momento en el que comenzó a ser sustituido por un 5.5 V8 biturbo denominado M157. Y ahora, emplean una versión de 4.0 litros y V caliente de aquel motor… si bien, durante casi todo el proceso –y hoy en día–, los
aMg con motor V8 han sido bautizados con el guarismo 63. ¿a que es de locos?
Jurgen Hirsch, del departamento de desarrollo de motores de aMg, explica cómo ese ‘ encogimiento’ habría sido imposible sin recurrir a una V caliente. “En nuestro caso, el motivo para apostar por colocar los turbos en el centro de la V es minimizar la longitud de los conductos de aire comprimido”. “Todo el mundo alaba la respuesta al acelerador instantánea de los motores atmosféricos y, para conseguir eso en un propulsor turbo, el recorrido que realiza el aire tras salir del turbo y pasando por el intercooler tiene que ser muy corto”. “además, este diseño ‘ compartimenta el calor’ mejor, alejando los colectores de admisión de la fuente de calor que suponen los escapes. aunque, por supuesto, el diseño de los colectores de escape también tiene mucha influencia en la respuesta del motor”.
Más allá de la respuesta mejorada al acelerador a la que siempre se alude a la hora de justificar el empleo de una arquitectura en V caliente, esta opción ofrece otras ventajas, tal y como explica Hirsch. “Por ejemplo, es muy compacta, y también funciona muy bien de cara a los crash tests”.
Sin embargo, si la V caliente fuera la panacea se habría subido al carro algún otro fabricante de fuera de alemanuia. ¿Cuál es la ‘cara b’ de la V caliente?
uno de los problemas es que los turbos están mucho más aislados del aire fresco que entra por la calandra delantera y recorre el vano del motor. otro inconveniente es que, al montar tanto los turbos como sus intercooler en una posición elevada, la altura del centro de gravedad del motor aumenta. “Es un inconveniente que, en modelos como el Mercedes-aMg gT, resolvemos prescindiendo del cárter del motor, de forma que podemos montar el bloque terriblemente cerca del suelo”.
Por su parte, Haecker dibuja una línea clara que separa la ingeniería ambiciosa de la innecesaria. “En un V6, V10 o V12, la solución de la V caliente te permite diseñar un motor más compacto, pero no ofrece ninguna ventaja en cuanto a la cadencia, regularidad y efectividad de la alimentación de las turbinas con los pulsos de gases de escape, ni en lo referente al vaciado de los cilindros y llenado con aire fresco”, explica el vicepresidente de la división M. En esos propulsores, apostar por una V caliente tendría sentido de cara a emplear un solo turbocompresor”. “un motor de V caliente también podría ser más fácil de montar en un coupé de motor central trasero. Sin embargo, con el propulsor en el centro del chasis, refrigerar los turbos sería bastante más complicado que el en caso de un coche de motor delantero”.