¿Por qué los compresores eléctricos serán la nueva revolución del TDI de Audi?

Los primeros TDI con compresor eléctrico de Audi llegarán muy pronto a los concesionarios. Tras probarlos y hablar con los encargados de su desarrollo, te contamos en qué consiste la sobrealimentación eléctrica.
 |  @davidvillarreal  | 

25 años después de que el primer TDI de Audi viera la luz, los de Ingolstadt siguen reivindicando el diésel, una mecánica que podría vivir su particular revolución de la mano de la sobrealimentación eléctrica. Aunque esa revolución, la que transforme por completo el panorama TDI en todas las gamas de Audi, aún no esté cerca, he de decir que no estamos hablando de ciencia ficción, ni de tecnologías experimentales, sino de un desarrollo que muy pronto llegará a los concesionarios – esperamos que en poco más de un año – empezando por las gamas más potentes y deportivas, las que tendrán menos problemas para justificar el coste que supondrá para el cliente final.

Aunque Audi aún deja abierta la puerta a diferentes alternativas, incluida la de utilizar un compresor eléctrico en sus motores de gasolina, damos por hecho que los primeros en recibir esta tecnología serán los motores 3.0 TDI V6, que en estos días se han visto ligeramente renovados y se ofrecen en dos sabores, monoturbo y biturbo. Por eso mismo, los de Ingostadt han desarrollado dos pares de prototipos equipados con su nueva mecánica “hibridada”, los mismos Audi A6 TDI Concept y Audi RS5 TDI Concept que pudimos probar hace tan solo unos días.

¿Por qué un compresor eléctrico?

Al no ser dependientes de la presión de los gases de escape, los compresores eléctricos pueden funcionar a cualquier régimen y sin apenas retardo.

La industria del automóvil ha descubierto que la recuperación de energía, de la retención del motor o de la frenada, supone un gran avance a la hora de ahorrar combustible. Esa energía puede emplearse en el suministro eléctrico de los equipos a bordo, o en la cantidad de elementos de la mecánica cada vez más dependientes de la electricidad. Los híbridos, aprovechan la electricidad para generar directamente movimiento sobre las ruedas. La compresión eléctrica va un paso más allá y mejora el rendimiento de los motores basándose en la esencia del funcionamiento de la sobrealimentación en un motor de combustión, aumentando la presión en admisión.

Pero lo más interesante no es eso. Más allá de la eficiencia que pueda garantizar un compresor eléctrico, la mejor excusa para utilizarlo es el hecho de que su funcionamiento, el giro de la turbina, no sea dependiente de la energía cinética que generan los gases de escape, sino del aprovechamiento de la energía “sobrante” que hemos acumulado en un sistema de baterías. Y eso, como veremos a continuación, será el gran triunfo del compresor eléctrico, la solución para solventar el retardo inherente en un turbo convencional, especialmente cuando la carga del motor es baja y la presión de los gases de escape no es suficientemente elevada para facilitar el giro de la turbina.

Sobrealimentación con ausencia de lag, la clave del compresor eléctrico

La gran ventaja del compresor eléctrico es la ausencia técnica de gas. El tiempo que tarda la turbina del compresor eléctrico en girar a su máxima potencia es de 250 milisegundos, un cuarto de segundo.

Los compresores eléctricos que nos ha mostrado Audi son capaces de acelerar la turbina del compresor hasta su máxima velocidad en solo 250 milisegundos, con una potencia de 7 kW. Eso significa que en un cuarto de segundo, el compresor estará al máximo de su rendimiento. Un cuarto de segundo es menos de lo que tardaremos en completar el recorrido del pedal del acelerador si aún no lo tenemos pisado.

A diferencia del turbo, que trabaja en un régimen muy concreto, el compresor eléctrico puede activarse en cualquier momento, aunque el aprovechamiento óptimo de sus capacidades, el que realiza el utilizado por Audi, se logra precisamente en las etapas en que el turbo convencional no actúa. Es decir, el compresor eléctrico debe trabajar junto a un turbo convencional, o como ya hemos visto en otros casos, presentar una solución híbrida entre turbo y compresor eléctrico.

El compresor eléctrico se sitúa justo detrás del intercooler, con la intermediación de una válvula bypass que a un régimen bajo se cierra dirigiendo el aire hacia este. Cuando la presión de los gases de escape aumenta, lo suficiente como para accionar el turbo convencional, la válvula se abre y el compresor eléctrico deja de funcionar delegando toda la responsabilidad en el siguiente turbo.

Introduciendo una segunda instalación eléctrica de 48 voltios

Audi comenzará a equipar a sus nuevos modelos con una segunda instalación eléctrica de 48 voltios, pensada para los compresores eléctricos, pero sobre todo para suministrar a los nuevos equipos eléctricos que irán equipando a sus automóviles.

Probablemente te estarás preguntando cómo se almacena la energía utilizada por el motor que acciona la turbina del compresor eléctrico. Para estos nuevos diésel, Audi dispondrá de una nueva instalación eléctrica de 48 voltios, así como una batería de ión de litio que se situará en el área del maletero. Su tamaño será realmente compacto, así como su peso, puesto que lógicamente no necesitará un almacenamiento tan elevado como el de un híbrido o un eléctrico puro. En cualquier caso los ingenieros de Audi aún no nos proporcionaron cifras exactas de su capacidad energética, la cual aún estará sujeta a cambios antes de su introducción en modelos de calle.

Junto a la batería también existirá un transformador de corriente continua que además hará de intermediario entre la nueva instalación de 48 voltios, y la anterior de 12 voltios. Los primeros prototipos de Audi aún conservan el alternador y la batería de la instalación de 12 voltios, que de hecho será la que se encargue de suministrar energía a la nueva instalación de 48 voltios. A la larga, la instalación de 48 voltios irá sustituyendo a la anterior con nuevos sistemas de recuperación de energía y suministrando a los sistemas eléctricos a bordo.

De hecho, antes incluso de que los compresores eléctricos comiencen a comercializarse, Audi pretende que toda su gama vaya acogiendo esta segunda instalación de 48 voltios, que permitirá el uso de un cableado más fino y ligero, pero sobre todo el suministro adecuado para sistemas de calefacción más potentes y para auxiliares del motor, como las bombas de agua y aceite.

Un gran paso para los diésel que aún no podemos calificar como revolución

La verdadera revolución para el diésel llegará el día en que Audi equipe a toda su gama de motores de gasóleo, también los cuatro cilindros, con compresores eléctricos.

La tecnología de compresores eléctricos de Audi ya ha sido desarrollada y aparentemente probada. El único escollo que necesita salvar la marca alemana es definir los costes y el enfoque comercial del producto. Como mínimo, los nuevos TDI de compresor eléctrico requerirán una batería de litio, un transformador y el correspondiente compresor eléctrico, que además exige una leve modificación del motor V6 TDI, que esencialmente es el mismo que el utilizado en modelos sin sobrealimentación eléctrica.

Entendemos que no va a ser barato y que Audi aprovechará para equiparlo en sus pata negra, es decir, en modelos con cierto enfoque deportivo, en modelos de la gama S. Ateniéndonos al calendario de lanzamientos de Audi y a lo que se ha comentado por ahí estos días, podríamos pensar que sería una buena alternativa para una versión picante del nuevo Audi Q7, que se renovará por completo en 2015.

Y en el fondo no deja de ser una pequeña decepción que aún tengamos que esperar para verlo en motores más pequeños y populares, en los cuatro cilindros 1.4 TDI y 2.0 TDI, o incluso en los motores de gasolina de Audi. El día que lo veamos probablemente tengamos que hablar de revolución. Todo a su tiempo…

De momento los TDI con compresor eléctrico se han dejado ver en prototipos con motor 3.0 TDI V6 monoturbo de 326 CV y biturbo de 385 CV.

Aunque os hablaré en mayor profundidad de ello más adelante, ya os podemos ir contando que los nuevos TDI de compresor eléctrico se han postulado en los dos prototipos mencionados anteriormente. Por un lado, tenemos un Audi A6 TDI Concept con un motor 3.0 TDI V6 monoturbo capaz de ofrecer 326 CV de potencia. En este, cuando la válvula de bypass está abierta comienza a trabajar un turbo de geometría variable refrigerado por agua.

Por otro lado, tenemos a un Audi RS5 TDI Concept que se presenta como la punta de la lanza en deportividad diésel. Su motor 3.0 TDI V6 biturbo es capaz de desarrollar 385 CV y de hacer que este coupé acelere de 0 a 100 km/h en 4 segundos, cifras comparables con las de un RS5 V8. En sexta es capaz de recuperar de 60 a 120 km/h en solo 8,3 segundos. En el momento en que la válvula de bypass se abre, comienza a trabajar el primer turbo, que según aumenta el régimen de revoluciones va delegando su funcionamiento mediante una segunda válvula de bypass a un segundo, o mejor dicho, tercer turbo.

Pero como ya os decíamos anteriormente, de estos dos prototipos ya os hablaremos con detenimiento en los siguientes artículos, en los que os contaremos nuestras impresiones tras una primera prueba de contacto en circuito.

Deportivos, diésel y compresores eléctricos de Audi en Diariomotor

Lee a continuación: La era de los deportivos diésel está a punto de comenzar y te aseguramos que te van a gustar

  • Sergio Rincón

    En principio un buen trabajo, sin embargo tengo dos dudas:
    – Para reducir el peso asociado al cableado tendido de los dos sistemas eléctricos (12 y 48 voltios) ¿no era más fácil dejar en el compartimiento del motor las dos baterías y el transformador de voltaje? ¿o es una nueva y sorprendente manera de mejorar el reparto de pesos y a la vez dejar menos espacio disponible en el baúl?
    – Creí que el sistema de compresor eléctrico podría utilizar un sólo turbo al que se acoplara el motor eléctrico, de tal manera que este último se activara en las zonas donde los gases de escape no son capaces de mover la turbina (como ocurre según lo menciona el artículo) y que cuando los gases de escape movieran la turbina el motor eléctrico funcionara como un generador eléctrico que recargara las baterías, lo cual podría suceder también en las retenciones y reducciones de cambios. Este sistema podría usar dos turbo-compresores, por ejemplo uno por bancada en motores de seis y ocho cilindros en uve y otras disposiciones. Este sistema en principio sería más compacto y más eficiente ¿por qué no utilizarlo?.
    Cuento con que las decisiones que tomaron los ingenieros de Audi han sido las mejores y que han desarrollado un concepto acorde con las necesidades de sus clientes y sus expectativas en cuanto a costos.

    • OBSERVER

      Pues, creo que la clave la has dicho perfectamente en las tres últimas líneas.
      Sin lugar a dudas, son los factores determinantes.

  • josele

    CREO es un invento que no sirve para nada

  • sat

    Estaria bien que se pudiese adaptar a cualquier tdi de forma sencilla (plug and play)

  • Miguel

    Si duda la aportación tecnológica es indudable. Pero en una realidad como la de hoy, de radares por doquier y multas a tutiplen, todo este despliegue tecnológico debería orientarse exclusivamente a la eficiencia energética, comodidad de conducción y ahorro de consumo/emisiones. Todo lo demás solo valdrá para las carreras.

  • Walter Röhrl

    Hablar de enchufes, voltios o kw/h en esta página, me entristece sobremanera.