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Turboalimentador
para el Mustang
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El turbo alimentador da rendimiento notable al motor de 4 cilindros con desplazamiento de 2.3 litros. Las flechas indican el recorrido del escape por la sección de la turbina, la que hace girar al compresor.
Esta cifra mágica de rendimiento, un caballo de fuerza por cada pulgada cúbica, que parecía estar destinada a convertirse en una curiosidad histórica al hacer aparición los controles de las emisiones del escape, ha vuelto a tener vigencia en los nuevos autos Mustang y Capri, por obra y gracia del turbo alimentador .
El soplador activado por el escape, le proporciona a la planta de fuerza Ford de cuatro cilindros y 2,3 litros (140 pulgadas cúbicas) de desplazamiento, una capacidad de 147 caballos de fuerza a una velocidad de 6000 rpm, mientras que la de un motor de aspiración normal es de apenas 101 caballos de fuerza a 5500 rpm (ambas capacidades sin un ventilador y sin accesorios). Quiere esto decir que el turboalimentador produce casi 64 caballos de fuerza por litro de desplazamiento. La torsión es de 154 libraspié a 3500 rpm,
mientras que la de un motor de tipo convencional es de solamente 122 libraspié a 3400 rpm.
El turbo alimentador es una unidad Garret AiResearch, muy semejante a la unidad que en el Regal ahora ofrece la Buick en su motor V6. El escape fluye del múltiple por un tubo hacia la cámara de la turbina. Antes de proseguir hacia el sistema del escape, hace girar la turbina, la cual está instalada firmemente en el mismo eje que una rueda compresora de tipo de paletas, ubicada en la entrada de la mezcla de aire y combustible entre el carburador y el múltiple de admisión. Mientras más rápido gira el motor, mayor es el flujo del escape y con mayor rapidez giran la turbina y la rueda compresora. El giro de la rueda compresora hace que entre una mezcla adicional de aire y combustible en los cilindros, que hace que el motor produzca una potencia mayor.
La Buick es¡á empleando el turboalimentador sólo para alcanzar un nivel de rendimiento aceptable, aproximadamente 0.7 caballos de fuerza por pulgada cúbica (que es lo que ya produce el motor de norma de 2.3 litros). El turboalimentador Mustang/Capri entra en acción a una velocidad de aproximadamente 3000 rpm y proporciona un refuerzo máximo de 4500 rpm. El motor cumple con la normas de control de las emisiones de escape, debido a que el turbo alimentador no entra en acción durante la mayoría de los ciclos de prueba de las autoridades gubernamentales. De hecho, no se obtiene ningún refuerzo (más de 50 mph -(80,465 kph) en el engranaje de tercera. Por supuesto que un poco de refuerzo en los engranajes menores ya es otra cosa y no hay duda de que el motor aceleraría a la perfección al cambiar los semáforos de una luz roja a una verde. El motor con turboalimentador puede alcanzar una velocidad de 60 mph (96,558 kph) desde la inmovilidad en apenas 8 a 9 segundos, mientras que el motor de norma de 2.3 litros tarda más de 13 segundos en desarrollar esa misma velocidad.
El turbo alimentador que se emplea en el motor Mustang-Capri también surte un efecto mínimo sobre las cifras de kilometraje que dan a conocer las autoridades gubernamentales. Los ingenieros de la Ford esperan que tenga un kilometraje combinado de 20-22 mpg (8.50-9.35 kpl), en comparación con el kilometraje de 23 a 25 mpg (9.77 a 10.6 kpl) del motor de norma.

 
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Los cojinetes, las válvulas, los pistones y otros componentes importantes del motor de 4 cilindros, han sido reforzados para utilizarse con el turboalimentador. Además, una compuerta de paso limita la presión del múltiple a 0.422 gr por cm2. Y se han aumentado las capacidades del sistema de enfriamiento y del aceite.

Modificaciones del motor

El hacer entrar una mezcla adicional de aire y combustible en el motor eleva la relación efectiva de la compresión más allá de 9:1, y la Ford ha efectuado muchos cambios para permitir que el motor de 2,3 litros tenga una larga duración con un turboalimentador. Los pistones son de aluminio forjado y no vaciado y cuentan con varios otros cambios de diseño. Los cojinetes principales y de las varillas se han modificado para resistir una carga mayor y disipar mejor al calor. La culata tiene una nueva empaquetadura para un mejor estancamiento, así como nuevas válvulas y nuevos sellos para los vástagos de las válvulas, para poder contar con mayor resistencia al calor. Se han cambiado las bombas de agua y del aceite, así como el radiador, por lo que la lubricación y el enfriamiento son ahora mejores. Se emplea un embrague de servicio pesado como equipo de norma.
Hasta puede obtenerse el motor con turboalimentador en California, aunque tiene un sistema catalítico triple y un carburador con control de realimentación (sensor de oxígeno). En los 49 estados norteamericanos restantes se utiliza un carburador Holley-Weber de Etapa 2 provisto de una válvula de fuerza modificada para reaccionar al aumento de presión en vez del vacío normal del múltiple.
Como los turboalimentadores aumentan la relación de compresión efectiva, hay un límite de la cantidad de refuerzo que se puede aplicar antes de que se sobrecargue al motor y la gasolina comience a producir detonaciones (particularmente la gasolina sin plomo de 91 octanos). Al igual que el motor del Buick, también el motor con turbo alimentador del Mustang/Capri tiene dos controles.
Uno limita el aumento a 6 libras por pulgada cuadrada (0.422 kg por cm2) en el múltiple de admisión. Cuando se alcanza esa presión, se empuja un diafragma cargado a resorte para mover una varilla que abre una compuerta de paso en la cámara de la turbina. Los gases del escape fluyen a través de la compuerta de paso directamente hacia el sistema de escape; no pasan a través de la turbina.
Los que quieren un rendimiento mayor de sus motores, exponiéndose a ciertos riesgos, pueden acortar la varilla del diafragma para aumentar el refuerzo mediante un retardo de la apertura de la compuerta de paso. Esto anula la garantía y también podría echar a perder el motor. Sin embargo, si hay una gran humedad en el ambiente, o el motor tiene un sistema de inyección de agua, es posible que no se produzcan detonaciones, pudiendo el motor resistir un refuerzo mayor que lo normal.
Retardo de la chispa
El otro control es un sistema de retardo de sincronización de la chispa para impedir detonaciones con gasolina sin plomo de 91 octanos. A diferencia de la Buick, que utiliza un sensor de detonaciones, la Ford emplea un sencillo interruptor de presión de dos etapas en el múltiple de admisión. Cuando el refuerzo llega a 3 libras por pulgada cuadrada (0.211 kg por cm2) el interruptor trasmite una señal a una unidad de control electrónico para que retarde la sincronización 6°. Cuando el refuerzo alcanza el máximo de 6 1ibras por pulgada cuadrada (0.422 kg por cm2), el interruptor transmite una segunda señal para retardar la sincronización otros 6° (total de 12°). Para comprobar este sistema, quite el interruptor (inserte un tapón para sellar el múltiple) y aplique aire a presión directamente al interruptor. Apunte una luz de sincronización de la chispa. Haga esto con el motor caliente y funcionando en vacío para obtener resultados que pueden verse.

Instrumentos

La Ford no había completado el arreglo de los instrumentos en el tablero cuando se escribió este artículo, pero pensaba instalar en el tablero una luz verde que se prendiera en el instante en que se produjera algún refuerzo y también una luz roja que se prendiera cuando hubiera un refuerzo excesivo (mas de 6 libras por pulgada cuadrada -0.422 kg por cm2).
En la teoría, no debe haber ningún refuerzo excesivo si no se efectúan modificaciones fuera de la fábrica, pero los ingenieros de la Ford querían ajustarse a la realidad. También estaban proyectando añadir un timbre de advertencia para advertir cualquier exceso de refuerzo que se produjera.
Aunque, en teoría, las temperaturas del aceite no deben dar lugar a ningún problema, la Ford está preocupada por esto. Cree que un enfriador del aceite en el extremo delantero del auto (y una cantidad de aceite adicional de medio litro en el sistema) proporcionaría la protección necesaria. Pero, en caso de una sobrecarga, cualquier cosa puede ocurrir. La Ford prohibirá estrictamente el uso de cualquier remolque para impedir un calentamiento excesivo del aceite y el refrigerante.
Hay versiones de apariencia deportiva de estos dos modelos. Si el motor con turbo alimentador en el Mustang y el Capri es recibido con el entusiasmo que espera la Ford, no hay que conjeturar sobre los modelos donde se instalará próximamente este nuevo motor. -Paul Weissler

Fuente: Revista Mecánica Popular - Noviembre 1978 - Número 11


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Idea original de Mi Mecánica Popular por: Ricardo Cabrera Oettinghaus