Atención a la noticia de esta patente de Kawasaki que han descubierto nuestros colegas de Cycle World: un motor de cuatro cilindros, dos tiempos, con culatas de cuatro válvulas, con sobrealimentación y para una moto híbrida. ¿Imposible? Ya veremos.
Pensamos en las motos del futuro de varias formas. Por un lado, tenemos claro que habrá más eléctricas, para uso en cortas y medias distancias, o para diversión puntual sin exigir mucha duración (campo). Por otro, que habrá motos de gasolina que habrán dado varios pasos más en eficiencia y discreción: las Superbike de carreras son parecidas a las de calle, y una MotoGP gasta casi la mitad de combustible, por ejemplo, así que hay margen para mejorar bastante.
Luego está la hibridación: algo por ahora ajeno a las motos pero ya hay alguna patentes y si las normas «obligan», las motos híbridas llegarán. Por ejemplo, en España ahora mismo una moto híbrida tendría pegatina de la DGT «Eco» (incluso «Cero» con suficiente batería) pero nuestro mercado es demasiado pequeño como para que alguien fabrique una a medida. ¿Cómo sería una moto híbrida «fácil»? Pues imagina uno de esos scooter con start-stop cuyo motor de arranque fuera más potente, capaz de mover la moto y no solo de arrancar el motor de gasolina, con una batería un poco mayor.
Pero en el futuro podría haber algo que no esperabas. Una moto híbrida, es decir que «genera energía» quemando gasolina de forma eficiente, pero luego usa esa potencia a través de un sistema de propulsión eléctrico. Algunos coches híbridos ya funcionan así, y muchas locomotoras de tren también desde hace décadas. En resumen, tienes un generador a bordo y motores eléctricos en las ruedas, y ese generador usa un motor que trabaja de la forma más óptima posible (en las locomotoras es un diésel enorme).
La Kawasaki híbrida con motor dos tiempos «turbo»
Ahora que ya estás centrado, pensando en un vehículo híbrido que quema combustible para generar electricidad y usarla para moverse, ya te puedo repetir la noticia sin que te parezca una inocentada. Kawasaki ha patentado un sistema de propulsión basado en un motor tetracilíndrico de dos tiempos sobrealimentado, y para una moto híbrida. La parte final ya te suena menos rara, pero a lo del principio uno reacciona «imposible»… Vamos a verlo poco a poco y verás como sí tiene sentido.
Los motores de dos tiempos se usaron mucho desde hace décadas porque se podían fabricar muy sencillos (y baratos). El propio pistón, al moverse en el cilindro, abría o tapada «agujeros» actuando como una válvula. Además, cada vuelta de cigüeñal, cada carrera completa del pistón, es un ciclo de potencia: con el pistón arriba, salta la chispa que enciende la mezcla y la presión baja el pistón generando potencia. Al bajar, el pistón llega a descubrir la lumbrera de escape y los gases quemados escapan por ahí. Mientras tanto, el pistón ha descubierto otros agujeros (lumbreras de admisión o tránsfers) por los que llega la mezcla de aire y gasolina fresca. Y al subir, la comprime lista para la siguiente combustión. Cuando esto sucede rápido, parte de los gases frescos salen por el escape y el llenado no es perfecto: por eso gastan y contaminan tanto estos motores. Además el engrase de esas piezas depende de la gasolina que entra, que por eso lleva mezclado aceite, que al quemarse hace más humo. Un motor de cuatro tiempos controla mejor el flujo de gases gracias a un sistema de válvulas independiente del movimiento del pistón, pero genera potencia cada dos vueltas de cigüeñal (aproximadamente la mitad de un 2T para la misma cilindrada).
¿Y si hacemos un motor dos tiempos con válvulas «estilo 4T»? Así es este Kawasaki: con dos válvulas de admisión y dos de escape. Tras la combustión primero se abren las de escape (igual que la lumbrera de escape en un cilindro está más alta), según su diagrama a partir de los 60 grados de giro del cigüeñal tras el punto muerto superior (algo antes de un cuarto de vuelta). Esas válvulas se cierran poco después (en 180 grados) cuando las de admisión ya están abriendo, y ésas se cierran antes de los 300 grados (un poco más allá de tres cuartos de vuelta).
Inyección directa
Hasta ahí, este motor dos tiempos no tiene un diagrama muy diferente de los conocidos. Con las válvulas cerradas y el pistón subiendo, comprimiendo aire fresco (con algo de gasolina porque hay otro inyector en la admisión), se inyecta gasolina: es una inyección directa y ya hubo quien desarrolló motores 2T con ella (Orbital el más conocido y exitoso… ¿conociste la Aprilia SR Ditech?). Luego salta la chispa y vuelta a empezar. Como ves este motor es dos tiempos aunque tenga válvulas y genera potencia en cada giro de cigüeñal.
¿Cómo minimizar las «fugas» de gases y la buena evacuación de escape? De entrada, con sobrealimentación, algo que Kawasaki ya domina en moto (aunque para motores 4T tradicionales): el aire o mezcla fresca ya entran a presión gracias a eso, como en la precompresión de un motor 2T tradicional. Por otra parte, parece claro que la puesta a punto hará que este motor sea óptimo en una franja estrecha de revoluciones: parecido a lo que pasaba con los 2T tradicionales con escape resonante (tubarro), que daban potencia y tiraban redondos solamente a ciertas vueltas. Otro detalle: al ser cuatro cilindros, y generar potencia en cada vuelta, Kawasaki patenta un cigüeñal a 90 grados: cada cuarto de vuelta habrá una combustión… Será un motor «screamer» en toda regla.
Tenemos pues un motor que generará mucha potencia para su cilindrada pero que sería inconducible por su estrecha franja de par aprovechable (además fuera de esa zona gastaría y humearía). ¿Solución? Transmisión eléctrica: el motor gira a un régimen óptimo, moviendo un generador. Este carga una batería compacta (o/y super condensadores), de forma que el motor no siempre necesita estar en marcha (quizás sí en autopista). Y la batería alimenta el motor eléctrico que mueve la rueda trasera, aunque con la sensación extraña de que el ruido del motor no corresponde con nuestro gas sino con las necesidades de carga (eso ya ocurre en algunos coches híbridos).
Pero ya está: ya tenemos claro cómo sería esa Kawasaki híbrida con motor dos tiempos con válvulas y «turbo» (sobrealimentación) que tan extraño nos sonaba de entrada. En realidad han patentado el sistema completo, ya veremos si acaba en una moto, un minicoche, jetski o moto de nieve.
