Motor SAAB de compresión variable

La sobrealimentación es una forma de aumentar la potencia de un motor de combustión interna. Sin ella, es el propio movimiento de los pistones el encargado de succionar aire hacia el interior de los cilindros para producir la combustión, por lo que el llenado no es todo lo eficiente que sería deseable. 
Sin embargo, la sobrealimentación trae consigo una serie de problemas. Las presiones y temperaturas que se alcanzan en el interior de los cilindros son mucho mayores, lo que obliga a la construcción de motores más robustos y a cuidar especialmente aspectos como la refrigeración y la lubricación. Además, en el caso de los motores de nafta esas superiores temperaturas pueden provocar que aparezca la detonación.

Conseguir modificar la relación de compresión durante el funcionamiento del motor no es tarea en absoluto sencilla. Para lograrlo hay que idear un método que permita variar la distancia que existe entre la culata y los pistones cuando estos se encuentran en el punto muerto superior. Esto se puede hacer bien variando la altura hasta la que estos pueden ascender, bien modificando la posición de la culata respecto al resto del motor. Este último es el camino seguido por Per Gillbrand, un ingeniero de Saab. 

Gillbrand ha modificado profundamente la estructura básica bloque-culata de un motor de combustión interna tradicional. En lo que Saab denomina culata integral se han unido la culata tal como la conocemos ahora, y los cilindros por cuyo interior se deslizan los pistones. En la parte inferior, la bancada, únicamente quedan el cigüeñal, las bielas, los pistones y el resto del bloque. Culata integral y bancada quedan selladas por un fuelle de goma que permite el movimiento relativo entre ambas

El volumen de la cámara de combustión varía haciendo pivotar la culata integral sobre la bancada por medio de un actuador hidráulico. 

La culata descansa sobre este mecanismo y sobre un apoyo que actúa como una simple bisagra. Al mover el actuador la culata bascula sobre ese apoyo un máximo de 4 grados, suficiente para que la relación de compresión pueda pasar de 8:1 a 14:1 de forma continua. 

De este modo varía la relación de compresión durante el funcionamiento normal del motor. Esto permite no sólo tener lo mejor de dos tipos de motores, sobrealimentados y atmosféricos, sino ir aún más lejos y llevar el valor de compresión hasta cifras que resultarían imposibles si el motor debiera trabajar siempre con ellas. 

Así, cuando la potencia requerida no sea alta, el compresor funcionará con una baja presión de soplado. Esto permite usar una alta relación de compresión de hasta 14:1 (muy por encima de la de cualquier motor de nafta fabricado en serie) sin que se produzca detonación, con los beneficios que aporta de cara al rendimiento termodinámico. 

En el momento en que se exija una alta potencia, el compresor soplará con fuerza y entrará una elevada cantidad de aire y nafta en los cilindros. Para evitar la detonación se reducirá la relación de compresión hasta 8:1, menor que la de la inmensa mayoría de modelos turboalimentados. Esto hace inevitable que en esas condiciones el aprovechamiento del combustible no sea el óptimo, pero no obliga a lastrar al motor con este condicionante en todo momento, como ocurre en un motor sobrealimentado tradicional; cuando la potencia requerida descienda, la relación de compresión volverá a aumentar y con ello la eficacia en el uso del combustible. 

Según Per Gillbrand, «la parte mecánica estaba suficientemente desarrollada hace tiempo, pero hasta ahora no teníamos los conocimientos de sobrealimentación y —sobre todo— el control electrónico que requiere este motor». 

Para llevar a la práctica el SVC, Gillbrand ha trabajado durante los últimos 10 años en una serie de prototipos, cuyo representante actual es un 5 cilindros de únicamente 1,6 litros de cilindrada, ayudado por un compresor mecánico con intercooler. Anteriormente trabajó con configuraciones diferentes a la actual, destacando un 6 cilindros de tan sólo 1,4 litros de cilindrada. 

Gracias a la posibilidad de reducir la compresión hasta 8:1 la presión máxima absoluta de admisión llega a 2,8 bares, muy por encima de lo habitual. Con esta sobrealimentación, consigue una potencia máxima de 225 caballos y un par de hasta 305 Nm. Ello significa una potencia y par específicos de 140 caballos y 190 Nm por litro. Es necesario fijarse en modelos como el Carisma EVO VI para encontrar cifras semejantes.

Pero gracias a que la relación de compresión pueda aumentarse hasta nada menos que 14:1 cuando la potencia requerida no sea alta, el motor SVC consigue esas cifras con un consumo un 30% menor que el de un motor tradicional de similar potencia. Esto facilita el cumplimiento de presentes y futuras normas de emisiones. 

El por qué se ha usado un compresor mecánico en lugar de un turbocompresor movido por los gases de escape, tan ampliamente utilizado por Saab, hay que buscarlo en el hecho de que habría sido muy difícil lograr una presión de soplado tan alta manteniendo el tiempo de respuesta en unos valores razonables

Por el momento estos motores son sólo prototipos, y el duro trabajo al que ha de ser sometido el mecanismo encargado de modificar la relación de compresión debe plantear no pocos problemas de diseño (no olvidemos que ha de ser capaz de acercar o alejar dos piezas entre las cuales existen las elevadas presiones provocadas por la combustión). Sin embargo, parece la aproximación más seria a la idea del motor de compresión variable llevada a cabo hasta la fecha, y es muy posible que Saab esté en condiciones de llevarla a la serie en el plazo de unos años