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¿Cómo funciona el compresor centrífugo de la gama H2?

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Compresor

Si hablamos de coches o vehículos industriales, hoy en día encontramos turbocompresores o compresores volumétricos por doquier. Pero en el mundo de las dos ruedas se trata de una rareza que fue experimentada en modelos comerciales por las cuatro marcas japonesas (y por Morini) a principios de los ochenta.

Muchísimo antes por otros fabricantes; en las primeras décadas del siglo xx, vimos muchos experimentos que se basaban en la sobrealimentación, si bien a modo experimental.

Pero a día de hoy, nadie salvo Kawasaki con las H2 y H2R de 2015, y la H2 SX que estrenamos esta temporada, dispone de otros modelos sobrealimentados, si descontamos las motocicletas que reciben una mínima sobrepresión del aire que respiran sus motores a alta velocidad a base de admisiones dinámicas forzadas (los sistemas conocidos como Ram Air).

El principio físico en que se basan es el siguiente: todo motor de combustión atmosférico llega a un cierto límite de potencia que no se superará salvo que se alteren una serie de factores concretos. El principal es la cantidad de combustible que se quema en el interior: cuanto más quememos, mayores cifras de potencia, lógicamente.

Pero si no conseguimos aumentar la cantidad de aire que se pueda aspirar por parte de su admisión, es absurdo aportarle más combustible. Sencillamente no se quemará, porque la mezcla ideal de aire y gasolina, que se llama estequiométrica, es la de 14,7 gramos de aire para cada gramo de gasolina. Si trabajamos cerca de ese valor, el rendimiento será óptimo.

Así pues, si conseguimos que entre mayor caudal de aire que el que pueda aspirar el motor de la atmósfera por sí mismo, por la depresión creada en la admisión por su propio funcionamiento, podemos ir inyectando más gasolina. Sobre el papel parece fácil, ¿no?

Más aire, más combustible

Así pues, si aumentamos la cantidad de aire con el dispositivo que sea, necesitaremos una inyección que pueda aumentar la cantidad de inyección, pero siempre en la proporción adecuada para que la mezcla nunca sea pobre (demasiado aire) o rica (demasiado combustible).

Pero volviendo a los sistemas empleados para aumentar el caudal de aire, los sistemas mecánicos suelen ser turbocompresores (turbinas movidas por los gases de escape del propio motor), o compresores mecánicos (dispositivos de presurización movidos por piezas móviles conectadas al propio motor).

Los primeros sistemas, los experimentados en los ochenta, trabajan descargando presión cuando ya se ha acumulado, de modo que en ocasiones crean retardo en la respuesta o brusquedades. Así pues, no se nos antojan ideales para los motores de motocicletas, pese a que sean muy populares en la industria del automóvil.

En cuanto a los compresores, la mayoría de los empleados hoy en día se dividen en dos grandes grupos: los volumétricos y los centrífugos. Los primeros, de los que hay múltiples tipos, son esencialmente bombas de aire que, a cada giro, comprimen una cantidad determinada de aire.

Por su parte, los compresores centrífugos se parecen mucho a un turbocompresor en el sentido de que se basan en una turbina (el compresor en sí) que gira dentro de una caracola, de modo que no impulsan una cantidad fija de aire, sino variable en función de la velocidad de giro y del aire aspirado.

La turbina es accionada por un grupo de engranajes que multiplica su velocidad de giro, hasta unos valores que, cuando se explican a quien los conoce por vez primera, suele poner cara de: A) mientes o exageras, o de: B) has debido añadir un cero de más por error… Pues no, la turbina del compresor de una H2, por ejemplo, alcanza una sobrepresión máxima de 2,4 bares a 14.000 rpm, mientras que los engranajes multiplicadores hacen que los álabes de la turbina giren 9,2 veces más deprisa que el cigüeñal. Así pues, a 10.000 rpm, la turbina gira a 92.000 rpm, y a 14.000, su techo máximo, a nada menos que casi 130.000…

Tanto el compresor como los correspondientes engranajes de acoplamiento al cigüeñal (arrastrados por una cadena intermedia) fueron desarrollados por el Departamento de Turbinas de Kawasaki Heavy Industries, dada la experiencia con estos sistemas adquirida en otros campos de la industria.

Está ubicado tras los cilindros y estratégicamente diseñado para que no se requiera el empleo de un sistema de refrigeración añadido que enfríe el aire que aspirar. Porque este tipo de compresores centrífugos, si están correctamente diseñados, generan mucha menos temperatura que los volumétricos y, sobre todo, que los turbocompresores.

En estos casos sí que se suele emplear un sistema extra de refrigeración para el aire, los conocidos como intercoolers. Aun y así hay muchos pequeños trucos dispersos por toda la moto destinados a contribuir a mejorar la refrigeración. La caja de admisión es de aluminio (mucho más rígida para soportar la aspiración sin deformarse, pero también para disipar calorías).

Otro truco: los inyectores atomizan la gasolina sobre planchas de acero y se han dispuesto canales de circulación de refrigerante incluso alrededor de las bujías. En cuanto a la lubricación del compresor, se lleva a cabo mediante el propio aceite del cárter central, donde cabe un 35% más de lubricante comparado con el motor de una ZX-10R, por ejemplo.

Cuestión de futuro

Kawasaki ya ha producido tres modelos con compresor centrífugo: una moto 100% prestacional solo para circuito, una superdeportiva homologada para carretera y una sport-turismo de altos vuelos.

Nos consta que tanto la firma verde como otras marcas niponas están investigando la vía para adaptar compresores a motores de media cilindrada, de modo que se puede producir un fenómeno parecido al famoso “downsizing” que se ha vivido a lo largo de los últimos años en cuanto a los automóviles.

Allí se han empezado a democratizar los turbos y compresores de baja presión de soplado para alimentar a motores de cada vez menos cilindrada (y número de cilindros), en busca de reducir consumos, emisiones e impuestos.

En el caso de las dos ruedas, esta medida puede ser óptima debido a que el peso del conjunto siempre juega en ratios muy favorables. Un coche de 1.700 kg en vacío con un motor de 1.200 c.c. con turbo acaba, en la práctica, gastando mucho más de lo prometido en carretera por la exigencia a la que se le somete, empleando muchas revoluciones por minuto y cambios constantes para conseguir que acelere o recupere con dignidad.

¿Que ofrece 125 o más CV, como un 1.6 o un 1.8 equivalente de años atrás? Sí, pero lo que mueve el peso de un vehículo es, al fin y al cabo, el par motor, y no la potencia. Pero las motos, con ratios entre peso y potencia no alcanzados en ningún otro vehículo de serie, pueden acabar teniendo motores de poca cilindrada con el empuje extra que ofrece un turbo, o cualquier tipo de compresor, gestionado por la eficiente electrónica que se aplica hoy en día a cualquier moto, corriendo lo mismo que con el doble de cilindrada y gastando bastante menos. Algo nos dice que lo vamos a ver en breve

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