La “GTLización” o reducción de consumo de gasolina en Renault

Tabla de contenidos

Video resumen La “GTLización” o reducción de consumo de gasolina en Renault

Este artículo trata de un tema técnico que es ya historia, la reducción de consumo de gasolina con la carburación y sus intentos de mantenerse en el automóvil, algo que no se logró.

Introducción

Llevamos en el blog tiempo dedicando la mayor parte de los artículos a tecnologías de últimas generaciones, que van dando respuestas a las necesidades de uso del automóvil por su evolución, entre estas las exigencias en contaminación y seguridad.

Esto se produce prácticamente en todos los contenidos tecnológicos del automóvil, y uno de los más implicados actualmente, en realidad hace ya años, es la contaminación circulando, que requiere tan ingentes evoluciones que llegan a ser revoluciones, pues es imprescindible eliminar la emisión del CO₂ que sale por el escape, inevitable con motores térmicos (excepto si es de hidrógeno).

Esto supone que estamos viviendo una transición en la energía que permite que el automóvil se desplace.

Con tantas tecnologías nuevas, e incluso todavía en I + D, echo mucho de menos hablar de aquellos sistemas que se utilizaban antes en el automóvil, y uno de los que más me gustan, especialmente porque se ve cómo funciona para ir adaptándose lo mejor posible al funcionamiento del motor de gasolina del automóvil, es el carburador.

Y lo voy a hacer en este artículo como si fuese un tema interesante, recordando aquellos tiempos en que era un sistema habitual en los motores de gasolina.

Si consideras que al ser una tecnología pasada no te aporta nada, no sigas leyendo, pero si te parece que saber lo que había antes ayuda a entender y valorar lo que ahora hay, tal vez si te pueda aportar información útil.

Para este artículo he sacado de la memoria un concepto que se utilizaba en los años 1980 y 1990 en Renault, y conocí durante mi trabajo en la marca.

Seguramente todas las marcas aplicaban entonces lo que vamos a ver, pues las necesidades eran las mismas y los carburadores los aportaban proveedores externos.

En Renault se denominaba a la idea de reducir el consumo mediante el diseño de los carburadores para motores de gasolina “GTLización”, este nombre era interno y no se publicitó.

En principio, se identificaba a los modelos que equipaban este tipo de carburadores como GTL.

Más adelante estas siglas se utilizaron en modelos con equipamiento medio y cualquier combustible o sistema de alimentación.

Como complemento de información, qué si incluye las tecnologías más actuales, incluso con cierta historia en su evolución, te proponemos enlaces a otros de nuestros artículos.

Un detalle antes de empezar, que se comenta y desarrolla en estos enlaces, es saber que el CO₂ es un contaminante no tóxico al ser ingerible, pero que afecta al calentamiento global por lo que se ha de eliminar.

Los otros contaminantes, que son tóxicos y no vamos a hablar de ellos en este artículo, se reducen o eliminan mediante diferentes sistemas de limpieza en el control de salida de gases de escape o entrada de admisión.

Un detalle más; el CO₂ es proporcional al consumo de gasolina.

Enlaces en el blog

Historia de la alimentación de gasolina; se explica cómo ha ido evolucionando, pero sin detallar el funcionamiento del carburador, que si encontrarás en el artículo de hoy
Catalizador de tres vías en el motor de gasolina; es imprescindible para reducir lo necesario la emisión de gases contaminantes tóxicos por el escape, y es el causante de la desaparición del carburador
De la norma EURO 1 a la 6; se va desarrollando la evolución de las emisiones contaminantes, progresivamente limitadas, y las respuestas técnicas, en gasolina y diésel
CO₂ en motores de gasolina y diésel; el CO₂ es un producto inevitable en la salida de gases de escape del motor térmico (menos si es de hidrógeno). Al ser proporcional al consumo de combustible emite menos el motor diésel, lo que es peculiar teniendo en cuenta la mala opinión que se tiene actualmente de este motor
Elementos anticontaminación; detalla lo que se necesita para neutralizar los gases contaminantes tóxicos antes de salir al exterior según el tipo de motor
Contaminación de los motores de gasolina y diésel con sus soluciones, en tres artículos; parte 1, parte 2 y parte 3

Si te gustan las tecnologías actuales, con los enlaces a los artículos citados tienes una buena dosis, si además te parece interesante saber lo que había antes, y las razones de su desaparición, este artículo te dará las respuestas … de momento sobre carburación, y probamente haya más dedicados a otros temas con la misma idea.

Carburador y consumo de combustible

Vamos a ver imágenes de apoyo a las explicaciones de dos coches vistos de lado con identificación GTL que montaron los carburadores que se van a explicar:

El coche de arriba tiene motor longitudinal delantero de cuatro cilindros en línea por detrás del eje y es de tracción (delantera). Es un Renault 4 GTL de 1980
En el coche de abajo, el motor, también de cuatro cilindros en línea que no se aprecia en esta vista lateral, es transversal delantero y es de tracción (delantera). Es un Renault 5 (súper) GTL de 1984, la denominación súper no la llevaba el modelo, era para no confundirle con el R5 que tenía la misma implantación técnica que el Renault 4 GTL que se ha visto. La denominación genérica de este modelo es 4 L
Se ponen en marcha los motores y después se mueven ambos coches
Sobre el colector de admisión se acopla en cada coche su carburador
Por el escape salen los gases quemados al exterior, pasando por los dos silenciadores representados
En los gases de escape hay algunos contaminantes tóxicos, que no vamos a citar, y también dióxido de carbono CO₂, que es un contaminante no tóxico, pues lo contienen las bebidas carbónicas y su efecto nocivo supone la potenciación del calentamiento global
Las explosiones que han generado el par motor han necesitado aire y gasolina, lo que implica que hay consumo de combustible y se mide en litros/100 km
La cantidad de CO₂ que sale por el escape es proporcional al consumo de gasolina, por lo que si se logra reducir también lo hará el CO₂
Al final se ve la posición real más frecuente del carburador, con la cuba por delante, izquierda en las imágenes, para que en subidas o aceleraciones no se desceben los circuitos que aportan gasolina al motor. No obstante, en el artículo veremos el carburador con la cuba situada en el lado derecho de las imágenes

Como en las fechas en que nos movemos con esta tecnología, décadas de 1980 y 1990, no se contemplaba la emisión del CO₂ nos centraremos en el consumo, sin dejar de relacionarlo con la emisión proporcional de CO₂, pues será la causa que hará necesario prescindir del motor térmico de gasolina, gas o diésel.

En el año 1993, un año antes para motores de hasta 2 litros, fue necesario recurrir al catalizador, lo que supuso el fin de la carburación que se sustituyó por la inyección electrónica.

Con el paso de los años los modelos que hemos visto fueron evolucionando, el R4 dejó de producirse en 1992 por lo que no llegó a montar inyección electrónica, sistema que si llevaron algunos Renault 5 (súper) en determinados mercados con catalizador de tres vías, pues se fabricó hasta 1996.

Concepto de curva de dosado con carburador

Para estas explicaciones veremos un carburador con sus circuitos, que se explicarán después, y las curvas de dosado; proporción de la mezcla aire y gasolina.

Diagrama de las curvas de dosado

Dosado es la proporción de la mezcla de gasolina y aire y se mide por los gramos de aire en un gramo de gasolina, indicándose por unas cifras
Los dosados más característicos son 15 (grs de aire por 1 de gasolina), 18 y 12
El dosado es “pobre” con más cantidad de aire y más “rico” con menos aire, ordenándolos de más pobre a más rico quedan así; 18, 15 y 12

Se ven en el diagrama tres curvas de dosado resaltando tres puntos; ralentí (menos llenado), par máximo (más llenado) y potencia máxima (llenado medio).

El llenado a las diferentes RPM depende de la resonancia (enlace al artículo que contiene este vídeo: Historia del par motor), que es aprovechar las inercias de los gases de admisión y escape en sus colectores relacionadas con las las secuencias de actuación de las respectivas válvulas:

Curva de dosado teórica; es la que necesita el motor para funcionar correctamente y lograr el mejor rendimiento (equilibrio entre potencia y consumo) si todo fuese perfecto; mezcla rica a ralentí (±12), se va empobreciendo hasta el par máximo a medias RPM (±15 a 18), para irse enriqueciendo hasta la potencia máxima a altas RPM (±12)
Curva de dosado real; por las inevitables pérdidas de llenado y otras variables se ha de aportar mezclas algo más ricas que las indicadas por la curva de dosado teórico, para evitar fallos al acelerar progresivamente e ir el motor subiendo de RPM
Curva de dosado de aceleración a fondo; al pisar más y rápido el acelerador, se aumenta la cantidad de gasolina con relación al aire que entra para satisfacer la demanda de prestaciones, el aire entra rápido, pero la gasolina tarda más, por lo que la curva representada es bastante más rica
Si tras acelerar se mantiene el pedal en una posición, se pasa a la curva de dosado real que corresponda a esas RPM
Al funcionar el motor, según se actúa sobre el acelerador y varía la orografía se va pasando de una a otra curva de dosado para aportar la respuesta de motor acorde a las diferentes situaciones
Como el carburador funciona por aportaciones de gasolina succionadas al pasar el aire por su conducto interior, lo veremos, su funcionamiento es mecánico – neumático, lo que limita su tiempo de respuesta
Se compensa haciendo que sean más ricas las mezclas que reciben los cilindros para evitar tirones o fallos, por eso la curva de dosado real indica mezclas con menos aire

Los tres dosados que estamos utilizando tienen estas características

18 dosado “pobre”; menos consumo de gasolina, menos emisión de CO₂, menos potencia y más contaminación (tóxica)
15 dosado “medio”; consumo medio de gasolina, emisión media de CO₂, potencia media y menos contaminación (tóxica). A este valor, en realidad es 14,7, se le denomina dosado estequiométrico
12 dosado “rico”; más consumo de gasolina, más emisión de CO₂, más potencia y más contaminación (tóxica)
La contaminación tóxica que producen los dosados 18 y 12 es de diferentes proporciones de los mismos gases, debido a la variación en la cantidad de aire con relación a la de gasolina en cada caso
Un comentario más que ya se ha anticipado, pero viene bien recordarlo teniendo en cuenta la fecha en que se desarrollaban las tecnologías que vamos a explicar; “el CO₂ es contaminante no tóxico al ser ingerible, se cita por su relación con el consumo, pues con carburación no se contempla su emisión, tampoco se mencionan los contaminantes tóxicos por la misma razón”
De todo esto tienes información si te interesa en los enlaces propuestos

El carburador que se ve en la imagen, con el movimiento de la mariposa al acelerar, lo vamos a utilizar para explicar su funcionamiento a continuación.

Después iremos presentado tres adaptaciones para tratar de reducir el consumo de gasolina … que no serán suficientes para mantener el carburador cuando la legislación anticontaminación limite más los contaminantes tóxicos, allá por 1992/1993.

Descripción y funcionamiento del carburador

Se ve la imagen de un carburador con sus circuitos más habituales para funcionar desde ralentí hasta máxima potencia, estos son sus componentes:

Mariposa de gases
Filtro de aire
Entrada de gasolina desde la bomba
Cuba
Flotador
Salida de ralentí
Surtidor o chiclé de ralentí
Tornillo de mezcla a ralentí
Salida de progresión
Salida de alta o principal
Surtidor o chiclé de alta o principal
Pozo emulsor o de alta
Entrada de aire al pozo emulsor
Difusor
Econostato
Irreversibilidad o “refill”
Estrangulador de aire

Funcionamiento del carburador

Con el motor en marcha sin acelerar el aire aspirado succiona gasolina desde la salida de ralentí
Al acelerar y abrir la mariposa se succiona gasolina desde la salida de progresión que aporta combustible a la mayor cantidad de aire que entra
Acelerando más la velocidad del aire es mayor y succiona más gasolina de la salida de alta, lo que se potencia por el estrechamiento del difusor
Al acelerar a fondo la aspiración del motor hace que succione gasolina adicional desde la salida del econostato, por encima del difusor
Durante el funcionamiento el flotador mantiene el nivel de cuba lo más constante posible

Funciones de los componentes mencionados

Mariposa de gases; regula el caudal de aire y es accionada desde el pedal del acelerador mediante un cable flexible de acero con su funda
Filtro de aire; para limpiar el aire que entra al carburador y al motor
Entrada de gasolina desde la bomba; llega a presión controlada. Lo habitual entonces era que la bomba fuera accionada mecánicamente
Cuba; almacena la gasolina que recibe de la bomba para suministrar a los diferentes circuitos del carburador
Flotador; mantiene el nivel de la cuba controlando la entrada de gasolina. Abre y cierra la entrada de gasolina desde la bomba
Ralentí; es la salida de gasolina al paso de aire en el carburador con el motor en marcha por debajo de la mariposa cerrada sin acelerar
Surtidor (chiclé) de ralentí; es un paso calibrado en el circuito de ralentí desde la cuba pasando por el circuito de alta
Tornillo de mezcla a ralentí; regula la cantidad de gasolina que el circuito de ralentí aporta al paso del aire en el carburador bajo la mariposa cerrada
Progresión; es una salida de gasolina al paso de aire del carburador un poco más alta que la de ralentí, aportando gasolina adicional al abrir la mariposa ya que entra más aire
Alta o principal; es el circuito que aporta gasolina a la altura de más depresión provocada por del difusor con la mariposa más abierta. Hasta que interviene, el nivel de gasolina en su interior es el de la cuba
Surtidor (chiclé) de alta o principal; es el paso calibrado del circuito de alta desde la cuba a la salida de gasolina en el difusor
Pozo emulsor o de alta; contiene gasolina que recibe de la cuba por el surtidor de alta y está a su nivel antes de actuar. La gasolina de su interior puede salir por un conducto que incide en el difusor. Al acelerar desde progresión actúa alta, va bajando el nivel en el pozo y entra más aire, lo que va empobreciendo la mezcla, dosados más altos. Esta explicación continua en el siguiente punto
Entrada de aire al pozo emulsor; va aportando más aire al bajar el nivel de gasolina en el pozo emulsor. Cuando comienza a actuar el circuito de alta, el nivel de gasolina en el pozo emulsor es el de la cuba, al ir subiendo el motor de RPM por la apertura de la mariposa entra más aire al pozo, bajando el nivel de gasolina, lo que hace que la mezcla se vaya empobreciendo
Difusor; es un estrechamiento donde incide el circuito de alta para favorecer la salida de gasolina por el efecto Venturi
Econostato; está por encima del circuito de alta para aportar más gasolina en el último tramo de recorrido de apertura de la mariposa, para enriquecer la mezcla y obtener más potencia
Irreversibilidad (“refill”); circuito para evitar que se invierta el sentido del circuito de ralentí al funcionar el de alta, que le vaciaría. Al estar el surtidor de ralentí después del de alta para coordinar sus actuaciones, cuando interviene el circuito de alta podría vaciarse el de ralentí, con el circuito de irreversibilidad que genera cierta succión del circuito de ralentí hacia arriba lo mantiene en el entorno del nivel de cuba
Estrangulador de aire; para el arranque en frío, como veremos más adelante

El dosado desde ralentí (±12) va variando; se empobrece progresivamente al actuar progresión (±13, 14, 15 …) y lo sigue haciendo hasta que actúa el circuito de alta (±16, 17, 18 …), para enriquecerse de nuevo desde alta a la entrada en acción del econostato (± 17, 15, 13, 12)

El par motor va aumentando desde ralentí hasta medias RPM y la potencia sigue aumentando hasta altas RPM.

El par motor se obtiene a medias RPM al ser cuando el llenado de los cilindros es más completo.

Como información complementaria citamos algunos datos de las características de un carburador, son los diámetros de estos elementos en milímetros:

Paso del aire (tubo desde la entrada del filtro de aire a la salida a admisión): 32 mm
Difusor (estrechamiento donde incide la salida de alta o principal): 24 mm
Surtidor de alta (sección del calibre de paso de gasolina): 1,27 mm
Surtidor de ralentí (sección del calibre de paso de gasolina): 0,55 mm

Ya conocemos como funciona un carburador, a falta de un par de detalles, y las secuencias de actuación de sus circuitos, que se solapan para evitar tirones y fallos por mezcla pobre en exceso.

Vemos a continuación ese par de detalles antes de seguir en busca de como reducir el consumo de gasolina.

Bomba de aceleración y Arranque en frío

Vamos a ver estos dos complementos más para que el motor pueda funcionar en todas las situaciones, aportando adecuada respuesta al acelerador y facilitar la puesta en marcha del motor con baja temperatura.

Bomba de aceleración

Esta diseñada para actuar durante aceleraciones rápidas y estos son sus componentes y funcionamiento:

Una cámara esta al lado de la cuba, con la que comunica mediante un paso controlado por una válvula antirretorno
En el interior de la cámara hay una membrana de goma que se desplaza a la derecha al decelerar y a la izquierda al acelerar, accionada por un varillaje desde la mariposa
Al decelerar se succiona gasolina que llena la cámara, esta gasolina no puede volver a la cuba por la válvula antirretorno
La membrana de goma esta acoplada a un sistema de empuje (varillaje) desde la mariposa del acelerador, en el que se intercala un muelle para que sea más progresiva la actuación al acelerar
Desde la cámara llena de gasolina sale un conducto que incide sobre la parte alta del paso de aire del carburador, se ha ubicado en la imagen encima del econostato, pero puede estar poco más o menos a su altura
Hay otro conducto de poca sección que comunica la cámara con la cuba, es para que, si la aceleración no es brusca la gasolina, toda o parte, de la cámara vuelva a la cuba
El conjunto de estos elementos es la bomba de aceleración; cámara contigua a la cuba, membrana, sistema de accionamiento (varillaje empujador), circuito de salida de gasolina al carburador, es el inyector de la bomba de aceleración, y conducto de retorno a la cuba
Cuando se acelera con energía la bomba de aceleración inyecta gasolina adicional a los demás circuitos, enriqueciendo puntualmente la mezcla (dosados del orden de ±12) para aportar potencia y velocidad
Si se acelera progresivamente, el muelle en el sistema de accionamiento desde la mariposa y el conducto de retorno a la cuba reducen o eliminan la aportación de gasolina adicional de la bomba de aceleración, funcionando el motor con los circuitos explicados; ralentí, progresión, alta y econostato

Arranque en frío

Al poner en marcha el motor a baja temperatura ambiental, parte de la gasolina se condensa en las paredes de los colectores, y además la explosión al saltar la chispa en la bujía tarda más en producirse y propagarse.

Para compensarlo, se enriquece sensiblemente la mezcla, de forma que al saltar la chispa en las bujías sea posible el inicio de las explosiones.

Hay dos sistemas para enriquecer la mezcla durante el arranque en frío, en principio ambos accionados mediante un mando por el conductor, uno consiste en incorporar un circuito adicional que aporta gran cantidad de gasolina, es el estárter, otro se basa en añadir una mariposa con giro descentrado en la parte superior del carburador, es el estrangulador de aire.

Este último es más simple y no requiere cambios en el carburador, por lo que ha sido el más utilizado con diferencia, llegando a denominarse estárter, aunque es en realidad un estrangulador de aire, y es este el que vamos a explicar:

En la parte superior del paso de aire del carburador vemos una mariposa cuyo punto de giro está descentrado
Desde el puesto del conductor hay un mando, habitualmente es un cable flexible de acero con su funda, que al accionarlo cierra el estrangulador de aire
Entre el eje del estrangulador y el de la mariposa hay un varillaje, que puede incluir un muelle intercalado, para que al cerrar el estrangulador abra un poco la mariposa
En esta posición, al arrancar el motor la aspiración de los cilindros succiona gasolina de todos los circuitos pues se ha cortado la entrada de aire y está la mariposa algo abierta; ralentí, progresión, alta e incluso puede intervenir el econostato, la mezcla resultante que va hacia el motor es muy rica
Una vez que ya está el motor en marcha, la mayor succión hace que el estrangulador abra cierto ángulo al estar su eje descentrado, lo que permite que entre más aire para reducir el excesivo enriquecimiento de la mezcla
Se ha de cerrar lo antes posible el estrangulador para evitar excesos de gasolina que llegarían a afectar al aceite, como se comenta después
Un testigo en el cuadro se enciende cuando esté accionado el estrangulador de arranque en frío, que se conoce como estárter, ya se ha comentado
Hay complementos que pueden controlar automáticamente la actuación del arranque en frío con carburador, funcionan generalmente por medio de termostatos intercalados en el sistema de accionamiento
El objetivo es reducir el tiempo que está accionado el sistema de arranque en frío para evitar degradaciones excesivas del aceite del motor

El exceso de gasolina aportada por la bomba de aceleración, y más el sistema de arranque en frío, suponen que parte de la gasolina no quemada caiga al cárter, dilución en el aceite, lo que deteriora prematuramente el lubricante.

Este inevitable efecto con carburador, exigía que los cambios de lubricante fuesen en recorridos cortos, de 3.000 a 5.000 km.

Con la llegada de la inyección electrónica, el mejor control de la gasolina inyectada reduce la dilución lo que permite prolongar el kilometraje entre cambios de aceite, más con acelerador electrónico y también con inyección directa de gasolina.

Sistemas de reducción de consumo de gasolina

Vamos a ver tres sistemas aplicados en el carburador para tratar de reducir el consumo de gasolina, y CO₂ya que son proporcionales.

Limitación de apertura de la mariposa

Empezamos por la limitación de apertura al máximo de la mariposa de gases, que puede implicar o no la eliminación del econostato:

En principio se prescinde del econostato
Se añade un tope de apertura de la mariposa de gases que no llegará al máximo
Está en marcha el motor y actúa el circuito de ralentí, al acelerar interviene el de progresión y acelerando más el de alta, en este momento llega la mariposa al máximo de apertura al haber actuado el tope
Se representa en el diagrama de curvas de dosado lo que pasa; desde ralentí hasta medias RPM no hay variaciones siguiendo el dosado la curva real, al subir más de RPM y no intervenir el econostato pues no está entra más aire, pero no gasolina lo que hace que no se enriquezca el dosado
Al no aumentar la riqueza de la mezcla desde poco más de medias RPM se limita la potencia que se obtiene, pues Potencia (–) = Par (=) _X RPM (–), y estas (RPM) se limitan al no haber gasolina suficiente
Esta merma más o menos apreciable de prestaciones, según como sea el estilo de conducción, implica menos consumo de gasolina, si no se reduce frecuentemente de relación de cambio para compensar las menores prestaciones
Para que la merma de potencia sea menor se puede aumentar ligeramente la cilindrada del motor, en el entorno del 16% es suficiente
Con mayor cilindrada el par motor aumenta, lo que reduce la merma de potencia, manteniendo en conducción no muy exigente menos consumo de gasolina (y CO₂), pues se favorece la respuesta del motor a bajas y medias RPM, hay más par, resultando que Potencia (+) = Par (+) _X RPM (–)
Es factible mantener el econostato y que el tope de apertura de mariposa sea en realidad un punto duro que se puede superar, si el conductor lo hace acelerando a fondo interviene el econostato que enriquece la mezcla, y permite subir a más RPM lo que aumenta la potencia; Potencia (++) = Par (+) _X RPM (+)
Es el conductor el que ha de decidir como acelera para lograr menor consumo o más potencia
En el diagrama de dosado se observa la modificación de la curva desde medias RPM al acelerar a fondo interviniendo el econostato, con aportación de más gasolina para enriquecer la mezcla
También se representa la curva de dosado con aceleración a fondo, cuya actuación depende de como se accione el acelerador

En este carburador no se ha representado la bomba de aceleración, como complemento al objetivo de reducir el consumo, pero puede montarla.

Vamos a ver a continuación otros dos sistemas para tratar de reducir el consumo de gasolina, que serán más apreciables si se acelera progresivamente.

Circuito de progresión con salidas escalonadas

Sobre la salida de ralentí está la de progresión, que en este caso se hace por tres salidas escalonadas, de forma que la aportación de gasolina sea gradual adaptándose a los movimientos de la mariposa para lograr en cada situación la mezcla más pobre que sea posible, aportando la gasolina necesaria según se abre la mariposa y entra más aire
Se aprecia el resultado en la curva del dosado real con progresión escalonada representada en el diagrama; desde ralentí hasta alta (medias RPM) se logra que el motor funcione con dosados algo más pobres que con la curva de dosado real con progresión con una salida
Desde medias RPM con el circuito de alta y econostato la curva de dosado real no se modifica, lo que si sucedería si se contase también con el tope de apertura de mariposa que se ha explicado

Otra forma de escalonar la salida de progresión es que en vez de que sea por varias salidas, como las tres que hemos visto, sea una ranura vertical con altura y longitud predeterminadas.

Bomba de progresión

Es similar a la bomba de aceleración que se ha explicado, pero la aportación de gasolina no va hacia la entrada de aire del carburador, se dirige al pozo emulsor o de alta, vamos a verlo:

Junto a la cuba hay otra cámara que se llena de gasolina al decelerar por un paso con válvula antirretorno
Desde la mariposa un sistema de empuje con muelle integrado mueve la membrana en el interior de la cámara
Desde la cámara un conducto llega al pozo emulsor o de alta
Otro conducto de menor sección puede devolver gasolina desde la cámara a la cuba

Todo este conjunto es la bomba de progresión y funciona así:

Si se acelera con suavidad, entre el muelle integrado en el accionamiento desde la mariposa y el canal de devolución a la cuba no se aporta gasolina al pozo emulsor o de alta, que mantiene su nivel a la altura del de la cuba
Desde aceleraciones medias, la bomba de progresión aporta gasolina al pozo emulsor, haciendo subir el nivel de gasolina en su interior, lo que implica que se anticipe la intervención del circuito de alta, más o menos como una continuación adelantada del circuito de progresión, enriqueciendo algo la mezcla para evitar posibles tirones o fallos, recordemos que se está acelerando algo más rápido
En el diagrama de curvas de dosado se representa la curva real en aceleración progresiva con bomba de progresión, que permite que funcione el motor con mezclas más pobres en aceleraciones no exigentes
En ambos sistemas; progresión escalonada o bomba de progresión, se ven las curvas de dosado más ricas con aceleraciones fuertes o a fondo

Estos sistemas en el carburador buscan que se pueda aportar menos gasolina para funcionar con mezclas lo más pobres posible, pero esto implica que pueda haber tirones o fallos de motor, lo que afecta a la seguridad.

Para evitarlo se han de mantener complementos que permitan obtener potencia si se acelera más, como la bomba de aceleración, que no está representada pero después la veremos con todo lo explicado.

Comparación de curvas de dosado con carburadores para “GTLización” según estilos de conducción

Como resumen y cierre de las explicaciones del carburador, y su fin de vida útil vemos la aplicación de los tres sistemas vistos para tratar de reducir el consumo de gasolina en un mismo carburador:

Los circuitos habituales del carburador según su orden de intervención al acelerar partiendo del motor en marcha son; ralentí, progresión, alta o principal y econostato, a los que se añade la bomba de aceleración con más o menos aportación adicional de gasolina según se acelere
Los tres sistemas que se han explicado para tratar de que pueda el carburador aportar mezclas menos ricas en aceleración progresiva, son por orden de intervención; progresión con salidas escalonadas, bomba de progresión y apertura limitada de mariposa en este caso con tope de punto duro para que pueda actuar el econostato

En el diagrama de curvas de dosado vemos los resultados, tomando como base estas curvas de dosado (en transparencia); teórica, de dosado real y de dosado acelerando a fondo (las dos últimas con carburador convencional):

Curva de dosado con aceleración progresiva; se observa que la curva real con los tres sistemas explicados permite que funcione el motor con mezclas más pobres, aproximándose a la curva teórica
Curva de dosado con aceleración a fondo; si se acelera más, con más energía o a fondo entran en acción los circuitos convencionales y la bomba de aceleración aportando más gasolina para evitar tirones o fallos, no obstante, la riqueza adicional es menor que con el carburador convencional, puede que con alguna ligera merma de prestaciones
Entre ambas curvas de dosado, aceleración progresiva o a fondo hay infinitas posibles curvas transitorias que dependen de como actúe el conductor sobre el acelerador, primando el consumo o las prestaciones
Este carburador no puede controlar el dosado durante aceleraciones transitorias, lo que le eliminará cuando sea imprescindible el catalizador de tres funciones o vías para cumplir las directivas anticontaminación desde 1992/1993

¡Lo que acabamos de ver es historia del automóvil!

Hubo más sistemas para tratar de seguir con el carburador, sobre todo por costes, cuando se hizo necesario mantener el dosado en valores menos contaminantes (dosado 15 permanente), pero o no se lograba con el carburador o aparecían fallos y tirones frecuentemente que afectaban a la seguridad.

Tras poco tiempo de intentos quedó claro que el carburador no era la tecnología que el futuro demandaba entonces …y llegó la inyección electrónica para todos los motores de gasolina.

La inyección ya existía desde antes de estos años (1992/1993) con diferentes tecnologías, generalmente para mejorar las prestaciones y el rendimiento, pero ahora se necesitaba para algo muy concreto, lo que hizo que el control de la inyección fuese electrónico.

¿Tenía posibilidades de futuro el carburador con las directivas anticontaminación desde 1992 …?

Ya sabemos que no pudo seguir el carburador y vamos a desarrollarlo.

Volvemos a utilizar los dos coches del principio para las conclusiones, que equipan en sus carburadores uno o los tres sistemas para tratar de reducir el consumo de gasolina.

Junto a cada coche se representan en imagines ampliadas los respectivos carburadores.

Carburador en el 4 GTL de 1980 (cilindrada aumentada de 956 cc a 1.108 cc)

Datos de potencia (CV) y par (kgm):
- 956 cc; 34 CV a 5.000 RPM y 6,5 kgm a 2.500 RPM
- 1.108 cc; 34 CV a 4.000 RPM y 7,5 kgm a 2.500 RPM
Tope de apertura de mariposa y sin econostato ni bomba de aceleración
Menos consumo (y CO₂) si se acelera progresivamente
Menor potencia y respuesta desde medias RPM
No puede el carburador controlar el dosado durante aceleraciones transitorias
Cuando sea imprescindible el catalizador de tres funciones o vías, desde 1992/1993, el carburador será sustituido por la inyección electrónica, que no le llegó al 4 GTL al cesar su fabricación en 1992 como se comentó al principio

Carburador en el 5 (súper) GTL de 1984 (cilindrada 1.397 cc)

Datos de potencia (CV) y par (kgm):
- 58 CV a 5.250 RPM y 10,4 kgm a 2.500 RPM
Salidas de progresión escalonadas, bomba de progresión, punto duro de tope de apertura de mariposa con econostato y bomba de aceleración
Menos consumo (y CO₂) si se acelera progresivamente
Menos respuesta desde medias RPM que puede incitar a acelerar más … aumentando el consumo (y CO₂)
El carburador puede requerir más mantenimientos de limpieza para evitar posibles efectos de respuesta al acelerar
No puede el carburador controlar el dosado durante aceleraciones transitorias, pero al diseñarlo para tratar de hacerlo lo mejor posible aparecen ciertos retrasos en la respuesta a subir de RPM, como se constató en las pruebas
Cuando sea imprescindible el catalizador de tres funciones o vías, desde 1992/1993, el carburador será sustituido por la inyección electrónica, que le llegó al 5 (súper) al final de su vida, como inyección monopunto y multipunto, con otras denominaciones en lugar de GTL en determinados países, ya que su producción llegó hasta1996, comentado en la presentación de este coche

Esta tecnología de “GTLización” se aplicó a más modelos de la marca, y en algunos casos con otras denominaciones.

Después llegaron las normas EURO, en 1992 para motores de gasolina con más de 2.000 cc y en 1993 para todos los motores de gasolina, lo que supuso el fin del carburador, siendo sustituido por inyección electrónica.

Ha habido muchos tipos y número de carburadores para equipar a los motores de gasolina, si te interesa ahondar en esto lo encontrarás en algunos de los enlaces propuestos al principio.

Si has llegado hasta aquí es que te gusta mucho la tecnología del automóvil, y será evidente llegar a la conclusión de que con la solución de la inyección electrónica se puede lograr en todas las situaciones de funcionamiento del motor el dosado que se considere ideal, bueno en los primeros sistemas de inyección el resultado no era exactamente así, pero con las siguientes evoluciones y control electrónico más preciso se ha logrado que se pueda determinar con extrema exactitud la gasolina inyectada y el dosado resultante.

Al terminar este artículo, que me ha hecho volver a cuando era formador técnico en aquellos años, me dan ganas de seguir con estas tecnologías del pasado que permiten entender y valorar mejor lo de ahora, al menos a mí me pasa, … se me ocurre que podría explicar las bombas de inyección diésel; la bomba en línea es relativamente fácil, pero las dos tecnologías de bombas rotativas tienen su cosa … bueno, tal vez lo haga más adelante, ya iremos viendo.

Otros enlaces

Carburador