TECH FAR:RENAULT CLIO "TECH FAR" con el nuevo motor 1.2 16V

En carrocería de 3 o 5 puertas, Renault ha querido ofrecer a la juventud un vehículo equipado con un escalón más alto de potencia. La Serie Limitada "Tech Far" con su motor de 75 cv, representa un muy acertado equilibrio para quienes desean acceder a un primer escalón de motorización. En el nivel de equipamiento Tech (que engloba los Run, Road y ahora Far) se ha querido representar una vocación deportiva que se manifiesta en una tapicería específica, cuadros de instrumentos en fondo blanco, radio cassette 6000, dirección asistida, airbag de conductor y pasajero, asientos de diseño deportivo, faros de doble óptica y en suma un amplio abanico de elementos de confort. Como elementos opcionales, Clio incorpora la pintura metalizada y el pack de seguridad compuesto por ABS y Airbags laterales. El nivel Alizé incorpora por su parte las llantas de aleación. En cuanto a Tech Far, las opciones son: Aire acondicionado (serie en Alizé), cargador de CD y techo practicable.

1.149 cc con culata de 16 válvulas y 75 cv.

En el proceso de modernización y renovación total de sus propulsores, Renault ha presentado a la prensa especializada del motor, el último de la familia. El benjamín de estos grupos motrices, con 1.149 cc de cilindrada y culata de 16 válvulas, se empleará inicialmente en los nuevos Renault Twingo y en los Renault Clio, en una doble oferta: una serie limitada deportiva que recibirá la denominación "Tech Far" y en los 1.2 16v en nivel de acabado Alizé.

D4F es un motor, pues, que cierra por el momento las novedades incorporadas en el abanico de motores de gasolina a base de culatas con cuatro válvulas por cilindro y que engloba las cilindradas siguientes: 1.2 16v de 75 cv, 1.4 16v de 95 cv, 1.6 16v de 110 cv, 1.8 16v de 118 cv, 2.0 16v F4R con sistema VVT de 140 cv, motor IDE F5R 2.0 16v (primer motor europeo de inyección directa) y 3.0 V6 24v de 194 cv.

Con la llegada de este motor D4F, Renault ha cerrado un primer ciclo de renovación total de su gama de propulsores de gasolina. El D4F, que ocupa el décimo lugar cronológico de esta modernización, ha llegado a la cilindrada que aún restaba por incorporar una culata multiválvulas en motores de ciclo Otto.

Rasgos familiares

El nuevo motor D4F de 1.149 cc de cilindrada (a base de unos pistones de 69 mm de calibre y 76.8 mm de carrera) proporciona una potencia máxima de 75 cv DIN medidos a 5.500 vueltas y su par motor se cifra en 10.9 mKg medidos a 3.500 vueltas.

En el diseño de estos motores se han tenido en cuenta aspectos principales en cuanto a reducción de pesos y rozamientos. De esta manera, el árbol de levas, situado en cabeza, es hueco. El hecho de utilizar árboles tubulares en lugar de cilíndricos macizos procura un ahorro en peso de unos 400 gramos. Además, las levas no vienen talladas por mecanizado (rectificado) sino insertadas, con lo que se posibilita modificar el diagrama de distribución de una manera inmediata.

En cuanto a rozamientos, los árboles de levas en cabeza atacan a las válvulas por medio de balancines que disponen en la cola que apoya sobre las levas de unos rodillos, con lo que el tradicional rozamiento de los balancines "clásicos" ha sido reducido a su mínima expresión.

El resultado final no puede ser más favorable. La reducción de rozamientos procura una subida de régimen instantáneo. El conductor sabe que dispone de una potencia que se le entrega de manera inmediata, favoreciendo el agrado de conducción. Al disponer de cuatro válvulas por cilindro, la bujía se encuentra en la posición central de la cámara, con lo que la propagación del frente de llama es mucho más eficaz.

Este motor, además, dispone de una caja de mariposas electro motorizada asociada a un acelerador electrónico que es exclusiva de Renault para este segmento de cilindrada. La incorporación de este mecanismo conlleva importantes ventajas entre las que cabe señalar: una mejora del agrado de conducción debido a que la variación lineal del caudal de aire procura una reacción y una progresividad de aceleraciones y por tanto una más eficaz respuesta del motor. En segundo lugar, cabe citar una mayor seguridad de conducción, debido al hecho de que la caja de mariposas motorizada se cierra en caso de frenada

¿Por que un motor multiválvulas?

Quizá antes de entrar en consideraciones sobre los motores con culatas multi válvulas se debería hacer una pequeña reflexión acerca de la razón por la que existen estos dispositivos.

En la mayoría de los motores de explosión o combustión existen dos o cuatro tiempos en su ciclo de funcionamiento. En los de gasolina (ciclo Otto) se conocen como: admisión, compresión, explosión y escape y en los de gas-oil (ciclo Diesel) son: admisión, compresión, inyección y escape.

Refiriéndonos a un ciclo teórico, para que entren en el interior del cilindro el aire en los motores Diesel o la mezcla aire/gasolina en los de ciclo Otto, es preciso que existan unas válvulas que se lo permitan y que, una vez llenado el cilindro, cierren convenientemente el acceso para que en el tiempo posterior (compresión) no escape al exterior el aire o mezcla introducido.

Una vez que se produce la explosión en los motores de ciclo Otto o la combustión interna en los de ciclo Diesel y cuando el pistón en su carrera descendente ha recibido toda la energía que desencadena esta combustión instantánea, comienza el trabajo de evacuar los gases quemados para vaciar el cilindro y que el ciclo vuelva a repetirse.

Y ¿quien se encarga de estas labores de abrir y cerrar el paso?. A lo largo de la historia se han venido ocupando de esta tarea distintos dispositivos: el propio pistón, los denominados clapets y finalmente, las válvulas.

En el caso de que sea el pistón el encargado de abrir o cerrar el paso a los gases frescos/quemados (situación típica de algunos motores de dos tiempos) es el propio pistón el que, en su carrera ascendente/descendente, descubre u obtura las lumbreras de paso.

Otro sistema consiste en unos flejes provistos de muelles que se denominan clapets y que, a modo de válvulas anti retorno, se han venido utilizando en motores que no exigían un comportamiento crítico.

Las válvulas tal y como hoy día se conocen, mantienen el mismo diseño que vio la luz a primeros de este siglo. Una forma de hongo en las que la cabeza o sombrero es la parte más ancha que es la que hace de obturador. Están dotadas de un movimiento alternativo y se abren hacia dentro de la cámara, de tal manera que la estanqueidad está favorecida por la presión de los gases en el interior del cilindro.

Las válvulas están expuestas a frecuentes choques barométricos y térmicos. Razón por la que el estudio y dimensionado de las válvulas en un motor sigue siendo uno de los problemas más críticos.

Para diseñar una válvula hay que tener en cuenta diferentes factores. El primero de los cuales está en dependencia directa con la velocidad de la vena gaseosa y en función de las velocidades de choque admisibles según las características mecánicas y térmicas del material.

Para calcular el diámetro de la cabeza de la válvula, hay que tener en cuenta la velocidad media de entrada de gases, el diámetro del pistón y su velocidad media. Otro de los aspectos a considerar es la alzada de levas o desplazamiento lineal que experimentará la válvula cuando sea accionada por el árbol de levas a través de los distintos mecanismos.

¿Dos, tres, cuatro o cinco válvulas por cilindro?

En el mundo de la automoción en lo que respecta a número y posición de las válvulas, ha habido infinitas propuestas y soluciones. Pero desde un tiempo a esta parte, se ha llegado a una implantación casi universal y es la de cámaras hemisféricas o semi hemisféricas con las válvulas en "V".

Tradicionalmente, cada cilindro ha venido teniendo dos válvulas. Una de admisión y otra de escape. Pero a la búsqueda de mayores prestaciones, los ingenieros pronto se dieron cuenta de que la misma labor que se realiza con dos válvulas por cilindro, se puede realizar con cuatro, con la ventaja añadida de que siempre será mejor manejar dos válvulas pequeñas y ligeras a la vez, que una grande. La inercia que presenta una pieza más pequeña es, por una cuestión de lógica, menor.

Y como lo que se pretende en un motor es que procure mayores prestaciones, habrá que favorecer su respiración. Es decir que cuanto mejor "se le alimente" proporcionará mejores resultados.

Para procurar mejor respiración se acude a favorecer la entrada de gases. Es decir, a modificar o aumentar el sistema de admisión. Para ello se pueden hacer varias cosas. O se agranda la válvula de admisión, o se ponen dos. Por las razones que se han expuesto antes, la solución preferida ha sido siempre la de poner más válvulas de admisión.

Segundo paso: tres válvulas por cilindro. En este caso (motor del Renault 21 TXI, por ejemplo) había dos válvulas de admisión y una de escape. Aunque supone ya una cierta ventaja, es preferible incorporar otra válvula más, en el circuito de escape.

El tercer paso es el que se ha impuesto en la actualidad en los motores multiválvulas, a base de cuatro válvulas por cilindro. Dos para la admisión y otras dos para el escape.

No se debe pensar que con cuatro válvulas por cilindro han acabado las investigaciones, puesto que a lo largo de la historia se han conocido, además, motores equipados con culatas de cinco válvulas por cilindro.

Llegados a este punto conviene reflexionar de nuevo acerca de la pregunta inicial. ¿Dos, tres, cuatro o cinco válvulas por cilindro?. La solución que han de adoptar los técnicos e ingenieros de diseño no es sencilla y pasará necesariamente por otras consideraciones de tipo económico, técnico, etc.

En la Fórmula Uno, campo abonado para la experimentación de automóviles, la reglamentación técnica vigente para este año 2000 establece claramente en sus artículos 5.1.4 y 5.1.5 que los motores tendrán un máximo de 10 cilindros, que estos deberán ser de diseño circular y que contarán con un máximo de 5 válvulas por cilindro.

¿Uno o dos árboles de levas en cabeza?

Cuando se llega a la solución de una culata multiválvulas, inmediatamente surge otro problema. ¿Disposición OHC o DOHC? O lo que es lo mismo. Árbol de levas en cabeza ¿simple o doble?. La solución siempre está en la sencillez y en el hueco de que se disponga.

En motores de mayor cilindrada, en los que por regla general el calibre es más grande que en los de menor cilindrada, se recurre a la implantación de un sistema que se conoce como DOHC o lo que es lo mismo, doble árbol de levas en cabeza. Uno de ellos ataca a las válvulas de admisión y el otro a las de escape. Esta tecnología ha posibilitado disponer en el árbol de levas de admisión de sistemas VVT (Variable Valve Timming) con el fin de procurar mayores prestaciones al motor.

En el caso de motores de cilindrada menor, se suele recurrir a un solo árbol de levas que dispone de 8 levas. Para activar las 16 válvulas se recurre a unos balancines en uno de cuyos extremos acciona dos válvulas a la vez y en el otro (de contacto con la leva) lleva un rodillo con el fin de reducir los rozamientos. Es una solución sencilla que muestra una vez más la astucia de los ingenieros de diseño que no renuncian a las prestaciones de una culata multiválvulas sin, por el contrario, tener que padecer las complicaciones de un doble árbol de levas.

Ventajas de tener cuatro válvulas por cilindro

No se piense que la solución de cuatro válvulas por cilindro es nueva. Ni mucho menos. Hay que remontarse a 1912 para encontrar el primer precedente de este tipo de motores en un coche de carreras Henry Grand Prix. Esta solución tecnológica fue aplicada también por Ballot sobre un estudio Henry. Sin embargo, la aplicación de las cuatro válvulas por cilindro en los motores de los vehículos de turismo se hizo esperar. Hubo que esperar a los años 30 y sobre vehículos de lujo deportivos como el Düesemberg J y S5 y los Stutz DV32 sin pasar por alto (evidentemente) los Bugatti y Aries en Francia. No obstante, la llegada de las culatas multiválvulas se generalizaría en los años 80 en la que constructores europeos, japoneses y americanos proponen para sus versiones más deportivas, culatas con 3, con 4 y hasta con 5 válvulas por cilindro.

La más importante de las ventajas de un motor de cuatro válvulas por cilindro radica en que, a igualdad de cilindrada, un motor con cuatro válvulas por cilindro proporciona, cuando menos un 25% más de potencia, sin verse penalizado por un mayor consumo.

El aumento de potencia y de par inherente a las cuatro válvulas por cilindro lleva anexos otra serie de ventajas. La primera de las cuales es una mayor velocidad punta y unas recuperaciones más brillantes.

El hecho de disponer las cuatro válvulas por cilindro, permite situar la bujía en el centro de la cámara de combustión. ¿Que significa esto?. Sencillamente, que se origina un frente de llama mucho más eficaz.

En los motores de ciclo Diesel, para procurar una mejor mezcla se recurre a un artilugio aerodinámico. Debido a que los conductos de admisión disponen de geometría interior diferente, se produce un efecto aerodinámico de torbellino "swirl". Es movimiento ciclónico toroide tiene como misión animar al aire que entra en la fase de admisión para que cuando llegue la inyección, se produzca una mezcla lo más homogénea posible.

En utilización "urbana", en la que los regímenes de utilización son más reducidos, el motor multiválvulas proporciona excelentes prestaciones que se ponen de manifiesto cuando el conductor cambia a una utilización periurbana o por carretera en donde la mayor elasticidad del motor multiválvulas, expresa todo su potencial tecnológico.

Motor D4F 1.2 de 16v

Renault se propuso en 1996 un programa de renovación completa de la gama de motores de gasolina a los que incorporaría culatas multiválvulas. El recién llegado de la familia (D4F) completa las versiones 1.4 16v de 95 cv, 1.6 16v de 110 cv, 1.8 16v de 118 cv, 2.0 16v de 140 cv (dotado con sistema VVT) así como el primer motor europeo de inyección directa de gasolina 2.0 16v IDE de 140 cv, sin olvidar el diseñado conjuntamente con el grupo PSA-Citroën, el motor L7X de seis cilindros en V 24v y que con sus 210 cv representa el top actual de la gama Renault.

Todos ellos han sido diseñados bajo un denominador común, que es el de proporcionar a los usuarios un nuevo placer de conducir, dominio del consumo, respeto al medio ambiente y fiabilidad. Si, como resulta acreditado, estos motores presentan un cuadro de vaciados de aceite y revisiones más espaciadas, el ahorro para el conductor, aumenta.

El motor D4F proporciona un aumento de potencia de un 25% superior al anterior D7F de 2 válvulas por cilindro, en tanto que su par motor ha aumentado un 15%. Sin embargo, el consumo de combustible se ha mantenido en unos límites tremendamente competitivos al necesitar tan solo 5.9 litros de gasolina para recorrer 100 kilómetros en ciclo completo de medida europea.

Este nuevo motor D4F ha sido diseñado para ofrecer una conducción dinámica conservando -por supuesto- el consumo contenido de su hermano D7F de 8 válvulas.

¿Cuáles han sido las modificaciones aportadas para lograrlo?. Algunas innovaciones tecnológicas que sería bueno resaltar. La primera es que el D4F es tan ligero como su hermano D7F, gracias a la utilización de nuevos materiales. Además el nuevo motor 1.2 de 16v es más compacto.

El hecho de contar con árboles de levas huecos con levas insertadas hace que se haya ganado en unos 400 gr en peso. El hecho de contar con rodillos en los balancines, hace que los rozamientos hayan sido reducidos al mínimo.

El nuevo motor respira mejor, por tanto, proporciona más potencia y par motor y posee además una capacidad de reacción más viva. La optimización del circuito de admisión ha permitido una mejor linealidad de la curva de par motor, lo que se traduce en un funcionamiento muy agradable.

La utilización de este motor es muy placentera, debido a que ofrece más par motor a un más amplio abanico de regímenes de motor, lo que se traduce en una conducción muy agradable. En otro orden de cosas, el nuevo motor D4F pesa tan solo 85 kilogramos, es decir tan sólo un 5% más que su hermano D7F y el número de piezas diferente del nuevo propulsor es del 40% con relación a su homónimo de 8 válvulas.

Una de las novedades importantes de este motor radica en que cuenta con una caja de mariposas motorizada, exclusiva de Renault en esta cilindrada y, por medio de su acelerador electrónico, ofrece un agrado de conducción notable. Ello es debido a que se consigue una variación más lineal del caudal de aire que procura una reacción y una progresividad de las aceleraciones y un mejor tratamiento de los tirones.

Como ventaja añadida, ofrece una mejor seguridad de conducción debido a que la mariposa se cierra en caso de frenada y finalmente es un elemento que prepara mecánicamente a este motor para cuando Twingo decida incorporar una caja de velocidades robotizada.

El motor D4F, al igual que el resto de sus hermanos modernos, adopta un mantenimiento simplificado y como consecuencia, ofrece unos tiempos de reparación muy cortos. El espaciado entre vaciados aumenta igualmente de manera significativa, haciendo que el ahorro para el propietario sea aún mayor. El aceite del motor y su filtro se cambian cada 20.000 kilómetros, el filtro de aire cada 40.000 kms, las bujías cada 60.000 kms y el cambio de la correa de distribución (por mera cuestión de prevención, no por necesidad) se debe realizar cada 120.000 kms o 5 años.

Otro de los factores que califican a este motor es su absoluto respeto por las normas anticontaminantes. Ha sido certificado como Euro 2000 pero ya satisface las normas Euro 2005, que le permiten obtener en países tan rigurosos como Alemania, el distintivo de desgravación fiscal IF2005.

Con todo, además, el motor D4F es un motor silencioso. Como no podía ser de otra forma, los ingenieros de Renault han logrado situar el umbral acústico de este motor en 71 dB en lugar de los 74 dB que mantiene su hermano de gama D7F. Hay que tener en cuenta que el decible es la décima parte del logaritmo del cociente entre la intensidad sonora y su referente umbral. Es, pues, una medida exponencial.

¿Y en fin de vida?. El motor D4F es respetuoso hasta en el desguace. Más de un 95% del peso de este motor puede reciclarse cuando le llegue la hora de desaparecer.

Precios

Los recién llegados, que se comercializarán a partir del próximo mes de enero de 2001, se ofertan a los siguientes precios, en los que se encuentran ya integrados el IVA y el Impuesto de Matriculación correspondiente:

Nota: Hasta el presente, con la entrada en vigor de la moneda única, los precios se daban en pesetas y en su equivalente traducido a Euros (E). A partir de primero de enero de 2001, los importes vendrán dados en Euros (E) y traducidos a pesetas.

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