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Con la tecnología de sobrealimentación en dos etapas mediante el sistema biturbo eléctrico, Audi da un paso de gigante hacia el futuro. En esta tecnología, un compresor adicional accionado electrónicamente colabora con el turbocompresor de gases de escape en la gama de regímenes bajos, mejorando la respuesta del motor y las emisiones contaminantes. Audi ya trabaja para que el biturbo eléctrico esté disponible para su utilización en serie en un futuro próximo.
La sobrealimentación es un concepto especialmente coherente en combinación con un motor diésel. Incrementa la potencia y reduce el consumo y las emisiones en gran medida; en comparación con los motores de aspiración, es la expresión del downsizing por excelencia. En relación con la cilindrada, desde 1989 los motores TDI han ganado más de un 100% de potencia y más de un 70% de par motor. En el mismo periodo de tiempo se ha logrado reducir las emisiones en un 95%.
El desarrollo más reciente de Audi es el motor 3.0 TDI en versión biturbo, que genera una potencia de 313 CV (230 KW) y rinde un par motor máximo de 650 Nm entre las 1.450 y las 2.800 rpm. Su potencia específica es de 105,5 CV (77,5 KW) por cada litro de cilindrada. En el Audi A6, este motor presenta un consumo medio de sólo 6,4 L/100 km, lo que equivale a unas emisiones de CO2 de 169 g/km.
Todos los motores sobrealimentados mediante turbocompresor tienen algo en común: los turbocompresores están propulsados por la energía procedente de los gases de escape. Por este motivo, la presión de sobrealimentación y, por tanto, el par motor aumentan partiendo desde los regímenes más bajos conforme va creciendo la energía desprendida de los gases de escape.
Audi ya trabaja en un nuevo paso en el desarrollo tecnológico de los motores sobrealimentados: es el biturbo eléctrico. Con este sistema es posible establecer una rápida presión de sobrealimentación y un elevado par motor ya desde los regímenes de revoluciones más bajos, independientemente de la energía de gases de escape disponible.
El equipo del departamento de desarrollo de motores diésel de la planta de Audi en Neckarsulm ha construido un 3.0 V6 TDI con tecnología biturbo eléctrico. Se trata de la combinación de un turbocompresor de gases de escape convencional con un compresor adicional de accionamiento eléctrico, que a penas se distingue de un turbocompresor convencional a simple vista.
En lugar de la turbina accionada por el caudal de los gases de escape, este compresor eléctrico integra un pequeño motor eléctrico que impulsa a la rueda de la turbina en muy poco tiempo, hasta unos regímenes de giro muy elevados, algo imposible de conseguir en un turbocompresor convencional cuando hay poco caudal de gases de escape (a bajos regímenes de giro). El compresor de accionamiento eléctrico está conectado en serie, detrás del turbocompresor y del radiador del aire de sobrealimentación.
En la mayoría de los estados operativos se evita el paso del aire de admisión por el compresor gracias a un bypass. Pero cuando el flujo de gases de escape no es suficiente para acelerar la turbina del turbocompresor principal de cara a obtener una respuesta inmediata, la válvula integrada en el bypass se cierra, y el aire de admisión es desviado hacia el compresor eléctrico, donde es comprimido por segunda vez.
El efecto del nuevo concepto de turbosobrealimentación en dos etapas con un turbocompresor convencional y un segundo compresor eléctrico es impresionante. Cada vez que se inicia la marcha, la generación del par motor se produce mucho antes, desde muy bajas revoluciones, algo que el conductor percibe como un evidente incremento de la potencia disponible desde muy bajas vueltas.
La energía que el compresor eléctrico necesita para su accionamiento la obtiene en gran medida sin consumir combustible gracias a la recuperación en las fases de deceleración. El flexible y compacto tramo de sobrealimentación permite una sobrealimentación de dos fases con sólo una turbina movida por los gases escape. Dado que de este modo la capacidad térmica se reduce, se consigue una respuesta de arranque del catalizador más temprana, lo que también permite mejorar las emisiones contaminantes.
El sistema biturbo eléctrico de Audi está actualmente en fase de desarrollo y pruebas, y podría llegar a la serie en un futuro próximo.
25-09-2012 José Carlos Herráiz
