Par, potencia, consumo y CO2; antes y en la actualidad

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Para que el automóvil se desplace por si mismo necesita un motor que aporte la fuerza, par, para poder hacerlo.

Con la potencia se obtiene además aceleración y velocidad.

Como la potencia es función del par y las RPM siempre que haya par hay potencia, pero para que se pueda acelerar y llegar a altas velocidades es necesaria la potencia.

Todo esto está íntimamente relacionado con la caja de cambios, que al modificar el valor del par y las RPM de salida hacia las ruedas motrices puede lograr con diferentes valores de par y potencia respuestas distintas al acelerador.

Desde el punto de vista de uso del automóvil en busca de bajo consumo y buen rendimiento, es preferible que la potencia se obtenga con buenos valores de par sin que las RPM sean elevadas, sin embargo para competición la potencia se logra con valores menores de par y más altas RPM.

El automóvil con motor térmico, gasolina, diésel o gas al funcionar quema derivados del petróleo con carbono lo que implica consumo de combustible y emisión de dióxido de carbono CO2 que es un gas a eliminar al potenciar el calentamiento global.

Hay otro motor térmico que no emite CO2 al funcionar, es de combustión de hidrógeno, pero al haber una solución más sencilla con este combustible probablemente no se continúen sus investigaciones, es la pila de combustible.

Hasta que llegue la tecnología que permita circular sin que salga CO2 vamos a ver un largo periodo de transición, en el que se irán reduciendo los automóviles diésel, de gasolina y gas, primero combinando estas tecnologías con la propulsión eléctrica, son los híbridos, y después desaparecerán.

Quedará como energía para mover el automóvil la propulsión eléctrica, con baterías para recorridos cortos y medios, y la pila de combustible de hidrógeno para todo uso, incluidos recorridos largos.

En este artículo no vamos a pasar de la transición que hemos comentado, comparando automóviles de 1995, con las normas EURO ya implantadas, y de años posteriores hasta el actual 2021, analizando diversos datos técnicos relacionados con sus motores y los resultados obtenidos.

Par, potencia, consumo y CO2 con gasolina, diésel e híbrido en diferentes modelos y años

En esta diapositiva de partida se incluyen las datos que iremos viendo sobre automóviles reales, de momento comentamos algunas particularidades para sacar más partido a los resultados:

Datos generales

  • Se indica el combustible del motor y año del modelo
  • Número de cilindros del motor y sus disposiciones (en línea o V son las que se citarán) y la cilindrada en centímetros cúbicos (cc)
  • Potencia máxima en CV y las RPM a que se obtiene
  • Par máximo en kgm y RPM
  • Consumo de combustible en l/100 km y la emisión de CO2 en gramos por kilómetro (g/km)

Datos de consumo y CO2 por litro

  • Se indican los valores que corresponderían del consumo en l/100 km por cada litro de cilindrada y emisión de CO2 en g/km por cada litro de cilindrada
  • Así se pueden comparar los diferentes automóviles independientemente de su cilindrada

Estimación de rendimiento y prestaciones

  • Se dan los valores de potencia y par específicos, son los valores por cada litro de cilindrada, respectivamente Pte en CV/l y Pre en kgm/l
  • Valores más altos de Pte indican más velocidad y aceleración del motor, y a la inversa
  • Los resultados finales en el comportamiento del automóvil dependen de los desarrollos de transmisión, también del peso
  • Con más Pte suele tener mejor respuesta el motor a partir de medias RPM, lo que implica más exigencias técnicas si se utiliza habitualmente a alto régimen
  • Los valores altos de Pre indican mejor rendimiento del motor, en busca de equilibrio entre prestaciones y consumo
  • Como el par está habitualmente en el entorno de medias RPM no implica exceso de exigencias técnicas al motor, además se pueden diseñar desarrollos de transmisión más largos para que el motor funcione a menos RPM al contar con buenos valores de par

Se representan ejemplos didácticos, no corresponden a automóviles reales, con los datos que acabamos de explicar.

Se pueden hacer comparaciones como ensayo ya que después lo veremos sobre modelos de automóviles identificados.

En verde se resaltan los mejores datos (+ en este texto) y en rojo los peores (– en este texto) de; consumo y CO2 por litro de cilindradas y potencia y par específicos, Pte y Pre:

  • Estos son los mejores resultados (+); 2,3 l/100 km por litro y 53 g/km de CO2 por litro en el automóvil híbrido (auto recargable de gasolina) de 2019. 91,3 CV/l de Pte y 16,4 kgm/l de Pre en el automóvil diésel de 2004
  • Estos son los peores resultados (–); 3,6 l/100 km por litro y 84 g/km de CO2 por litro en el automóvil con motor de gasolina de 2001. 60 CV/l de Pte y 9,3 kgm/l de Pre en el automóvil híbrido (auto recargable de gasolina) de 2019

A continuación se van a ver esos datos en cinco grupos de automóviles de la misma marca y distintas tecnologías de propulsión.

Al comenzar con modelos de 1995, con las normas EURO ya implantadas, los motores de gasolina tienen inyección electrónica.

La evolución anticontaminante a los motores diésel llegó un poco después.

Los valores de consumo y CO2 son resultados medios o combinados, ciudad y carretera.

Par, potencia, consumo y CO2 con gasolina, diésel e híbrido en diferentes modelos y años

Par, potencia, consumo y CO2 con gasolina, diésel e híbrido en Renault Clío de 1995, 2020 y 2021

Se representan fotos que corresponden a los modelos citados, y en el híbrido se añade una radiografía técnica.

Los datos completos están en los textos de las diapositivas.

Tras presentar cada modelo en este texto complementario se comentan detalles de la tecnología de sus motores relacionada con los resultados obtenidos.

Al final de este texto se resaltan los mejores datos (verde en el texto de la diapositiva y + en este texto) y peores (rojo en el texto de la diapositiva y – en este texto) en; consumo, CO2, potencia (Pte) y par (Pre) por litro de cilindrada.

Gasolina de 1995

  • En principio montó inyección monopunto y poco después multipunto indirecta simultánea

Diésel de 1995

  • Tiene inyección en precámara de combustión con bomba rotativa mecánica, que evolucionó a electrónica (en realidad es acelerador electrónico)
  • En 1999 este motor pasó a montar inyección directa con bomba rotativa y acelerador electrónico con turbocompresor, subiendo bastante el par (16,3 kgm a 2.000 RPM) y potencia (80 CV a 4.000) a la vez que disminuye el consumo (5,2 l/100 km) y CO2 (135 g/km) medios
  • Este motor no lo tenemos en cuenta en esta comparativa

Gasolina de 2020 (turbo)

  • Se ha reducido sensiblemente la cilindrada y tiene tres cilindros, la inyección es directa y está sobrealimentado por turbocompresor
  • Los valores de par, potencia, consumo y CO2 son bastante mejores 

Diésel de 2020 (turbo)

  • La cilindrada del motor disminuye manteniendo los cuatro cilindros, la inyección directa es “common rail” y cuenta con turbocompresor, mejorando sensiblemente par, potencia, consumo y emisión de CO2

Híbrido de 2021 (auto recargable de gasolina)

  • Tras unos años en los que Renault no ofrecía híbridos, se limitaba a coches eléctricos como alternativa no contaminante, ha dado un paso diseñando automóviles híbridos, y con excelentes resultados
  • Se trata en este caso de un híbrido auto recargable, las baterías de propulsión se cargan en retenciones o frenadas y también lo puede hacer con el motor térmico funcionando que acciona un generador
  • El motor térmico es de gasolina con inyección indirecta secuencial
  • Este coche puede funcionar en eléctrico con las baterías de propulsión y motor térmico parado, con este en funcionamiento para accionar un generador que produce la electricidad que hace mover el motor eléctrico de propulsión, y también el motor de gasolina puede mover las ruedas motrices, contando con una caja de cambios electromecánica técnicamente muy interesante
  • Al poder funcionar en eléctrico con baterías, con el motor de gasolina como generador y también para mover las ruedas es un híbrido paralelo y serie

Los mejores y perores resultados de estos coches son estos:

  • Consumo por litro de cilindrada; 2,5 l/100 km (+ diésel de 2020) y 5,2 l/100 km (– gasolina de 2020)
  • CO2 por litro de cilindrada; 62 g/km (+ híbrido de 2021) y 110 g/km (– gasolina de 2020)
  • Pte Potencia por litro de cilindrada; 91 CV/l (+ gasolina de 2020) y 34,2 CV/l (– diésel de 1995)
  • Pre Par por litro de cilindrada; 16,3 kgm (+ gasolina de 2020) y 6,4 kgm (– diésel de 1995)

Par, potencia, consumo y CO2 con gasolina, diésel e híbrido en Renault Clío de 1995, 2020 y 2021

Par, potencia, consumo y CO2 con gasolina, diésel e híbrido en Toyota Corolla de 1995, 2004 y 2021

Vemos fotos de los modelos que se van a analizar en diferentes versiones.

En el híbrido se añade a la foto una imagen técnica.

Los datos completos están en los textos de las diapositivas.

Tras presentar cada modelo en este texto complementario se comentan detalles de la tecnología de sus motores relacionada con los resultados obtenidos.

Al final de este texto se resaltan los mejores datos (verde en el texto de la diapositiva y + en este texto) y peores (rojo en el texto de la diapositiva y – en este texto) en; consumo, CO2, potencia (Pte) y par (Pre) por litro de cilindrada.

Gasolina de 1995 y 2004

  • Cuenta con inyección multipunto indirecta simultánea que en la evolución pasó a ser secuencial antes de 2004
  • Aunque la cilindrada es muy parecida en los motores de estos años la evolución técnica es importante para mejorar los resultados anticontaminantes

Diésel de 1995 y 2004

  • En 1995 el motor ya tiene turbo, con 2 litros e inyección en precámara
  • En 2004, antes en realidad, sigue con turbocompresor, la inyección directa es «common rail” y con bastante menor cilindrada, 1,4 litros
  • Mejora en todos los resultados al motor anterior lo que da idea de la evolución técnica entre ambos

Híbrido de 2021 (auto recargable de gasolina)

  • Toyota es marca pionera en automóviles híbridos paralelo, y concretamente en el sistema auto recargable
  • Las baterías de propulsión se recargan exclusivamente en retenciones y frenadas, no lo hace el motor de gasolina
  • Como curiosidad, los motores de gasolina para los automóviles híbridos de la marca son de ciclo Atkinson, con cinco tiempos, en busca del mejor rendimiento posible en determinados márgenes de RPM

Los mejores y perores resultados de estos coches son estos:

  • Consumo por litro de cilindrada; 2,7 l/100 km (+ híbrido de 2021) y 4,5 l/100 km (– gasolina de 1995)
  • CO2 por litro de cilindrada; 60,4 g/km (+ híbrido de 2021) y 102 g/km (– gasolina de 1995)
  • Pte Potencia por litro de cilindrada; 76,5 CV/l (+ híbrido de 2021) y 36 CV/l (– diésel de 1995)
  • Pre Par por litro de cilindrada; 14,2 kgm (+ diésel de 2004) y 6,8 kgm (– diésel de 1995)

Par, potencia, consumo y CO2 con gasolina, diésel e híbrido en Toyota Corolla de 1995, 2004 y 2021

Par, potencia, consumo y CO2 con gasolina, diésel e híbrido en BMW serie 3 de 1995, 2020 y 2021

Se representan fotos que corresponden a los modelos citados, y en el híbrido se añade una imagen técnica complementaria.

Los datos completos están en los textos de las diapositivas.

Tras presentar cada modelo en este texto complementario se comentan detalles de la tecnología de sus motores relacionada con los resultados obtenidos.

Al final de este texto se resaltan los mejores datos (verde en el texto de la diapositiva y + en este texto) y peores (rojo en el texto de la diapositiva y – en este texto) en; consumo, CO2, potencia (Pte) y par (Pre) por litro de cilindrada.

Gasolina de 1995

  • Es un motor emblemático de BMW, pues muy pocas marcas tenían seis cilindros para dos litros de cilindrada
  • La inyección antes de las normas EURO era electromecánica y después paso a ser electrónica, en ambos casos indirecta 

Diésel de 1995

  • Tiene inyección en precámara de combustión con bomba rotativa mecánica y turbocompresor
  • Más adelante iría evolucionando en todos los aspectos como se ve al comparar los resultados con el modelo de 2020 de dos litros

Gasolina de 2020 (turbo)

  • Ya hacia años que BMW pasó de seis a cuatro cilindros en sus motores de dos litros, el coste no compensaba la imagen que se quería transmitir
  • La inyección era ya directa y contaba con el sistema Valvetronic, el acelerador no actúa sobre la mariposa de gases, lo hace variando el alzado (milímetros de apertura) de las válvulas de admisión
  • Este sistema ya se utilizaba con inyección indirecta y se mantiene con la directa

Diésel de 2020 (turbo)

  • En este año ya tiene el motor inyección directa, “common rail” y turbocompresor
  • Pero cuando el “common rail”, en realidad inventado por el grupo Fiat, apareció todas las marcas lo querían montar en sus motores, pero no había capacidad de fabricación
  • BMW decidió que se montase antes en sus motores diésel de seis cilindros, por lo que el de cuatro tuvo que esperar y conformarse con inyección directa, bomba electrónica y menos potencia y par durante un tiempo
  • Por entonces, BMW era propietaria de Rover, marca que después vendió, y diseñó un coche con motor transversal y tracción (delantera), cosa que antes no había hecho, el Rover 75, que montaba el motor diésel de dos litros de BMW con turbocompresor y “common rail”

Híbrido de 2021 (gasolina con turbo y enchufable “plug in”)

  • Ante la necesidad de ir eliminando motores que emitan CO2 al circular, la opción transitoria de sistemas híbridos llegó a la marca
  • En este caso complementa a un automóvil de gasolina de la serie 3 con motor eléctrico y baterías de propulsión, que se pueden recargar en retenciones, frenadas y también en la red eléctrica
  • Esto permite disponer de cierta autonomía eléctrica que ofrece mejores condiciones para circular en ciudades con restricciones medioambientales
  • Es un híbrido paralelo recargable en la red
  • Como la forma de medir el consumo y CO2 puede no dar una idea real de estos valores, se indican los resultados con baterías cargadas y descargadas, en el primer ensayo se repite la prueba hasta que las baterías se descargan y se termina el recorrido previsto con el motor térmico ya en marcha, por eso los valores son tan bajos en la primera prueba

Los mejores y peores resultados de estos coches son estos, se incluye además de los del híbrido los de otros modelos con el mejor resultado que sigue:

  • Consumo por litro de cilindrada; 0,6 l/100 km (+ híbrido de 2021) y 2,2 l/100 km (+ diésel de 2020). 4,2 l/100 km (– gasolina de 1995)
  • CO2 por litro de cilindrada; 15 g/km (+ híbrido de 2021) y 59 g/km (diésel de 2020). 98 g/km (– gasolina de 1995)
  • Pte Potencia por litro de cilindrada; 95,2 CV/l (+ diésel de 2020) y 57,2 CV/l (– diésel de 1995)
  • Pre Par por litro de cilindrada; 20,4 kgm (+ diésel de 2020) y 9,5 kgm (– gasolina de 1995)

Par, potencia, consumo y CO2 con gasolina, diésel e híbrido en BMW serie 3 de 1995, 2020 y 2021

Par, potencia, consumo y CO2 con gasolina, diésel e híbrido en Mercedes clase S de 1995, 2017, 2020 y 2021

Vemos fotos de los modelos que se van a analizar en diferentes versiones.

En el híbrido se añade un dibujo del concepto “micro híbrido” (“mild hybrid”), consiste en que el alternador también puede actuar como motor eléctrico, entonces se alimenta de una batería especifica, en este caso de 48V y funciona así; al iniciar la marcha o en aceleraciones el alternador (como motor eléctrico) colabora con el térmico, de gasolina en este coche, para ayudar al avance del automóvil durante cortos periodos.

La función motor eléctrico del alternador no puede mover por si solo el automóvil.

En retenciones o frenadas el alternador recarga las baterías, de servicio de 12V y de propulsión de 48V.

Gasolina de 1995 a 2017

  • Antes de las normas EURO Mercedes utilizaba bastante en sus modelos la inyección mecánica continua K Jetronic, después la KE Jetronic con apoyo electrónico, pero se pasó a la inyección electrónica, simultánea y luego secuencial, prescindiendo de la mecánica continua para cumplir las normas EURO
  • Después llegó la inyección directa y sigue en la actualidad con sobrealimentación

Diésel de 1995 a 2020

  • Mercedes ha utilizado bombas de inyección en línea en sus motores diésel, mecánicas o electrónicas, con inyección en precámara o directa, hasta la implantación del “common rail”
  • Algunos años antes de 1995 Mercedes incorporó multiválvulas a sus motores diésel, cuatro por cilindro, lo que aportaba más potencia pero a más RPM, con escaso aumento de par, es decir se conducían casi como los de gasolina
  • Esto duró poco al añadir el turbocompresor que aportaba buenos valores de par y potencia desde bajas RPM
  • Como curiosidad, hubo otra marca que hizo lo mismo en uno de sus motores diésel con precámara, en este caso con tres válvulas por cilindro, fue Renault, que rápidamente incorporó el turbocompresor 

Híbrido de 2021 (gasolina turbo y microhíbrido a 48V))

Ya se ha explicado en qué consiste el sistema micro híbrido, que es utilizado por Mercedes y más marcas en varios de sus modelos.

Los mejores y perores resultados de estos coches son estos:

  • Consumo por litro de cilindrada; 2,2 l/100 km (+ diésel de 2020) y 3,2 l/100 km (– gasolina de 1995)
  • CO2 por litro de cilindrada; 59 g/km (+ diésel de 2020 y microhíbrido gasolina de 2021) y 85 g/km (– gasolina de 1995)
  • Pte Potencia por litro de cilindrada; 122,3 CV/l (+ microhíbrido gasolina de 2021) y 43,5 CV/l (– diésel de 1995)
  • Pre Par por litro de cilindrada; 20,3 kgm (+ diésel de 2020) y 9,2 kgm (– diésel de 1995)

Par, potencia, consumo y CO2 con gasolina, diésel e híbrido en Mercedes clase S de 1995, 2017, 2020 y 2021

Par, potencia, consumo y CO2 con gasolina, diésel e híbrido en Jeep Wrangler de 1995, 2010, 2020 y 2021

El Wrangler es la evolución de los modelos CJ (Civil Jeep) derivados del Willys para acercarlos más a usos de ocio o deportivos.

Se representan fotos que corresponden a los modelos citados, y en el híbrido es una radiografía.

Puede haber versiones de dos o cuatro puertas según el año o modelo.

Los datos completos están en los textos de las diapositivas.

Tras presentar cada modelo en este texto complementario se comentan detalles de la tecnología de sus motores relacionada con los resultados obtenidos.

Al final de este texto se resaltan los mejores datos (verde en el texto de la diapositiva y + en este texto) y peores (rojo en el texto de la diapositiva y – en este texto) en; consumo, CO2, potencia (Pte) y par (Pre) por litro de cilindrada.

Gasolina de 1995 y 2010

  • Los motores gasolina del Jeep suelen tener más de cuatro cilindros y cilindradas elevadas para lo que se utiliza en Europa
  • El motor de “solo” cuatro cilindros es para poder acceder a otros mercados además del norteamericano
  • Por eso incluimos motores de cuatro y seis cilindros con distintas cilindradas
  • El modelo de gasolina de 2010 trata de mantener la imagen prestacional con consumos algo más contenidos

Diésel de 2010

  • El  motor diésel con turbo en el Wrangler era necesario para aumentar su aceptación en Europa y así se hizo
  • Incluimos esta versión con buenas prestaciones y consumos más contenidos que los motores de gasolina

Gasolina y diésel de 2020

  • En estas versiones con turbocompresor se reducen la cilindradas en busca de mejorar el rendimiento, sistemas de inyección más elaborados, inyección directa, y más presión de sobrealimentación
  • Pero el peso y la aerodinámica no se pueden soslayar, y aunque se logran mejoras los valores de consumo y CO2 siguen altos si se compara con un turismo o SUV, pero este coche es un todoterreno para ir por sitios a los que no pueden llegar otros más aptos para carretera

Híbrido de 2021 (gasolina con turbo y enchufable “plug in”)

  • Esta tecnología de transición prolonga la vida comercial de este modelo hasta que lleguen alternativas que no emitan CO2, a este y todos los automóviles
  • Es una opción que permite cierto recorrido en eléctrico, se pueden cargar las baterías en la red, además de en retenciones o frenadas, y con el motor de gasolina se puede seguir circulando fuera de carretera, que era el objetivo primario del Jeep
  • Como la forma de medir el consumo y CO2 puede no dar una idea real de estos valores, se indican los resultados con baterías cargadas y descargadas, en el primer ensayo se repite la prueba hasta que las baterías se descargan y se termina el recorrido previsto con el motor térmico ya en marcha, por eso los valores son tan bajos en la primera prueba

Los mejores y peores resultados de estos coches son estos:

  • Consumo por litro de cilindrada; 1,7 l/100 km (+ híbrido gasolina de 2021 con batería cargada) y 3 l/100 km (+ gasolina de 2010). 5,4 l/100 km (– gasolina 4 cilindros de 1995)
  • CO2 por litro de cilindrada; 40,3 g/km (+ híbrido gasolina de 2021 batería cargada) y 70 g/km (gasolina de 2010). 135 g/km (– híbrido gasolina batería descargada). 106 g/km (– gasolina turbo de 2020)
  • Pte Potencia por litro de cilindrada; 136 CV/l (+ gasolina de 2020 e híbrido gasolina de 2021) y 46,5 CV/l (– gasolina 6 cilindros de 1995)
  • Pre Par por litro de cilindrada; 21 kgm (+ diésel de 2020) y 8 kgm (– gasolina 4 cilindros de 1995)

Par, potencia, consumo y CO2 con gasolina, diésel e híbrido en Jeep Wrangler de 1995, 2010, 2020 y 2021

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