11 sept. 2012

EL DESARROLLO INADECUADO, EL ENEMIGO NÚMERO SEIS DEL CONSUMO

Se entiende por desarrollo la relación entre el régimen del motor y la velocidad de giro de la rueda. Es decir, hablar de desarrollo de un coche es exactamente lo mismo que hablar de la relación de desmultiplicación que tiene la transmisión. En los coches normalmente se desmultiplica en dos etapas, en el cambio de marchas, y en el diferencial. La relación de desmultiplicación será el resultado de multiplicar la desmultiplicación del diferencial, por la relación del cambio de marchas.
NOTA: en el pasado el cambio de marchas tenía típicamente una relación de reducción de 1 en la marcha más larga. Por eso la 4ª o 5ª marcha se llamaba directa. Hace mucho tiempo que esto está superado. En muchos coches la relación en la marcha más larga, típicamente 6ª, es menor que 1; es decir, la caja de cambios no actúa como reductora, sino como multiplicadora. No obstante, cuando se tiene en cuenta el diferencial, la relación de reducción global es muy superior a 1.

Un desarrollo inadecuado es increíblemente nefasto para el consumo. En realidad se merecería el tercer puesto como enemigo al consumo, después de la velocidad y el freno, pero debido a que es conveniente extenderse en este tema, lo he dejado para el final.

Empezaré con un post enormemente descriptivo. Circulando en llano a velocidad constante en muchas ocasiones podemos elegir tres marchas, pero normalmente sólo con una de las marchas el consumo es mínimo. Veámoslo con el ejemplo del consumo de mi coche:

NOTA: Esta gráfica la he calculado con temperatura en el entorno 28ºC y 30ºC, con el aire acondicionado conectado, realizando un recorrido corto en dos sentidos y calculando la media. Las velocidades son reales (medidas con el GPS). Los valores son sólo aproximados, por varios motivos: 1º los recorridos que he realizado no son suficientemente largos para obtener resultados precisos, 2º los recorridos no los he repetido muchas veces y 3º los recorridos no son ni totalmente planos (hay pequeñas pendientes), ni perfectamente rectos (salvo a baja velocidad), 4º he utilizado diversos recorridos según las velocidades, lo que puede afectar ligeramente a la resistencia de rodadura. Todo ello hace que pueda tener errores de por ejemplo ±0,2 litros/100Km. Además, a estos valores hay que añadir el error del ordenador de a bordo, que probablemente marca de menos un 6% aproximadamente. Todos estos errores no tienen importancia para el objetivo de este post.

Se pueden sacar las siguientes conclusiones (aplicable a cualquier coche):
  • Para cada marcha hay una velocidad donde el consumo es mínimo, cuando nos alejamos de esa velocidad el consumo sigue una curva más o menos parabólica (al menos en el entorno ±6Km/h).

  • Los consumos mínimos de cada marcha aumentan para las marchas cortas, y para las marchas largas, existiendo una marcha intermedia en el que el consumo es mínimo. Por ejemplo en el caso de mi coche el consumo mínimo se alcanza en cuarta marcha.
    NOTA: en muchos coches es posible que el mínimo consumo se alcance en la marcha más larga. Especialmente si se dan algunas de las siguientes circunstancias: la última marcha es muy corta; el coche es muy potente; o el motor funciona muy bien a bajo régimen (motor muy elástico).

  • Existen zonas en las que el consumo aumenta debido a que no hay ninguna marcha que permita funcionar el motor a un régimen adecuado. Por ejemplo en el caso de mi coche ese es el caso para:
    • Entre 11Km/h y 15Km/h (entre primera y segunda).
    • Entre 28Km/h y 32Km/h (entre segunda y tercera).
    • Entre 43Km/h y 47Km/h (entre tercera y cuarta).
    • Para velocidad por encima de 90Km/h (cerca de 95Km/h en el velocímetro del coche) se necesitan marchas más largas para conseguir el consumo óptimo. En carretera no es un problema, porque no se pasa de 100Km/h, pero en autopista penaliza el consumo.

  • Para cualquier velocidad (rango 30Km/h y 90Km/h) típicamente se pueden engranar tres marchas. Siempre hay que engranar la marcha más larga, salvo que el régimen del motor sea muy bajo (en el caso de mi coche un régimen demasiado bajo es menos de 1300rpm, es decir un 75% del régimen de par máximo).
    NOTA: hay una excepción para primera y segunda marchas, que explicaré más adelante.

  • En algunas velocidades determinadas no utilizar la marcha adecuada puede aumentar el consumo mucho. Típicamente el usuario medio lleva el motor demasiado revolucionado al circular en llano a velocidad constante. Si se hace muy mal el consumo puede aumentar muchísimo. Por ejemplo en mi coche si se circula en ciudad en tercera a 53Km/h (2200rpm) se consume un 50% más que si se circula a la misma velocidad en cuarta. Es decir, la recomendación de conducir con el motor "alegre" penaliza severamente el consumo.
Esto obliga a evitar ciertas velocidades si quieres conseguir un consumo sobresaliente. Por ejemplo para el caso de mi coche las velocidades de circulación teóricas serían:

Marcha rpm Vmin Vmin (Km/h) rpm Vmax Vmax (Km/h)
1000 8 1200 10
1000 15 1750 27
1250 30 1800 43
1300 45 1650 57
1300 57 1550 68
1300 68 N/A N/A

En realidad no creo que sea recomendable llevar mi coche tan bajo de revoluciones (salvo en 1ª y 2ª marchas). No se tiene ninguna capacidad de aceleración y el consumo puede aumentar si encontramos el mínimo repecho o racha de viento. Parece más lógico las siguientes velocidades (al menos son las velocidades que yo intento seguir):

Marcha rpm Vmin Vmin (Km/h) rpm Vmax Vmax (Km/h)
1000 8 1200 10
1000 15 1750 27
1300 31 1800 43
1400 48 1700 59
1500 65 1700 74
1550 81 N/A N/A
NOTA: cada motor es diferente. Hay motores turbodiésel muy elásticos en los que se puede circular cómodamente en manchas largas a 1200rpm.

Así es como quedaría la gráfica si se siguen estas velocidades de conducción:


Es decir, se puede circular entre 30Km/h y 80Km/h (en llano, a velocidad constante) y en unos rangos de velocidades determinados consumiendo muy poco. En el caso de mi coche, y con el aire acondicionado conectado menos de 4l/100Km reales. En un coche más pequeño se puede conseguir perfectamente bajar de 3,5l/100Km. De hecho, en un coche con un consumo sobresaliente se puede bajar de 3l/100Km simplemente circulando a una velocidad baja en la marcha adecuada.

Se puede utilizar la siguiente aproximación simplona, que funciona bien como regla mnemotécnica: llaneando a baja velocidad no hay que pasar nunca de 1800rpm.
NOTA: obviamente esto es válido para mi coche, para otro turbodiésel habrá ligeras diferencias, por ejemplo si tienes un coche muy potente el límite recomendable pueden ser 1700rpm. Para un coche de gasolina hay un poco más de variabilidad según el coche, el régimen máximo debería estar normalmente entre 2000rpm y 3000rpm.

Continuará…

1 comentario:

  1. Me ha gustado mucho el artículo, sobretodo porque los mismos cálculos que has realizado, los hice yo también sin conocer este blog y coincido plenamente.

    Te felicito por el blog muy acertado, entendible e interesante, ahora que se necesita información para no dejarnos el sueldo en combustible.

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