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Motores de mezcla pobre para reducir el consumo (1)

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¿Has oído hablar de sondas lambda o mezcla estequiométrica y no sabes qué significan? Esto te interesa.

Seguro que te suena de algo eso de los “motores de mezcla pobre”. No quiere decir que utilicen combustibles sospechosamente baratos o que los vehículos que los montan sean de un segmento más que modesto. Esa expresión tiene más que ver con cómo mezclan la gasolina y el aire para ahorrar combustible. Una cuestión muy relacionada con el proceso de combustión que se da en los cilindros.

¿Qué pasa con los cilindros?

Para explicar bien todo esto de la mezcla pobre, comencemos por el principio y por algunos conceptos que nos suenan a todos. Por ejemplo, con dos tipos de motores bien conocidos –gasolina y diésel– y algunas diferencias entre ellos.

En realidad, los motores de gasolina y diésel comparten buena parte de sus componentes y son muy similares en su construcción. Sin embargo, su manera de funcionar es muy distinta. Sobre todo con lo que ocurre dentro de sus cilindros.

En los cilindros es donde se inicia el proceso de combustión de la mezcla de aire y de combustible. En un motor de gasolina hace falta una chispa que proporcionan las bujías para iniciar esa combustión. En un motor diésel, sin embargo, la mezcla de aire y de combustible arde sin necesidad de esa chispa por las elevadas presiones y temperaturas que se producen dentro del cilindro.

La mezcla exacta

Además de esa diferencia entre motores de gasolina y diésel, existe otra fundamental que afecta a cómo se produce esa mezcla entre aire y combustible. Los diésel siempre funcionan con un exceso de aire y aspiran todo el que es capaz de entrar en sus cilindros. Los de gasolina, no. Estos últimos necesitan que la mezcla entre gasolina y aire tenga siempre cierta relación para trabajar de la manera más eficiente posible.

Esta relación recibe el nombre de “estequiométrica”. Aunque la palabrita se las trae, en realidad esta relación se establece para buscar algo muy sencillo: que la proporción entre la cantidad de aire y gasolina en la mezcla que se quema dentro de los cilindros sea siempre la misma. Normalmente, esa relación entre aire y gasolina se mide en porcentaje en masa. En un motor de gasolina, la relación estequiométrica es de 14,7 partes de aire por una parte de combustible.

Esa es la proporción ideal, la que aspiramos a conseguir. Por eso es necesario controlar que lo que ocurre realmente en los cilindros se corresponda con lo que queremos lograr. Para eso se utiliza un parámetro que se llama factor lambda y que nos permite comparar la proporción real de la mezcla con la proporción estequiométrica. Se llama así porque se representa con la letra griega “lambda” (λ).

Es posible que hayas leído “lambda” y te haya sonado de algo. Efectivamente, en los vehículos de gasolina modernos se utiliza una sonda denominada “sonda lambda”, que es la que se encarga de medir y controlar en todo momento que la relación entre aire y combustible de la mezcla que llega al cilindro sea la adecuada en todo momento. Así nos aseguramos de que la combustión sea lo más eficiente posible.

¿Qué significa que un motor funciona con mezcla pobre?

Tras esta introducción sobre cilindros, mezclas estequiométricas y sondas lambda, seguro que te preguntas qué tiene que ver todo eso con un motor de mezcla pobre. Muy sencillo: decimos que un motor funciona con mezcla pobre cuando el factor lambda tiene un valor mayor que 1. Es decir, que la proporción de aire en la mezcla es mayor que la estequiométrica.

¿Pero eso no es una barbaridad?, te preguntarás. Pues no exactamente. Aunque esto significa que el motor está utilizando menos combustible que el teórico, en realidad lo que ocurre es que está consumiendo menos. No solo eso: además emite menos hidrocarburos sin quemar y monóxido de carbono.

En realidad, la mezcla pobre es una tecnología de la que se lleva hablando mucho tiempo como una opción interesante para reducir el consumo en los motores de gasolina. Si logramos disminuir la cantidad de gasolina de la mezcla que se quema en el cilindro, consecuentemente también se reducirán el consumo y las emisiones. Eso sí, también resultará más complicado conseguir una combustión completa y homogénea de la mezcla.

¿Entonces, cómo conseguimos que un motor de mezcla pobre funcione correctamente y se produzca una combustión completa y homogénea a la vez? La respuesta, una vez más, está en la innovación. Y una de las más importantes de los motores de gasolina más modernos -los sistemas de inyección directa de combustible– es capaz de resolver este dilema.

En un próximo artículo te contaremos cómo funcionan los sistemas de inyección directa de combustible y también los motores de mezcla pobre, así como todo lo que deben aportarles los aceites de motor.

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