11 ene. 2013

¿CÓMO CONDUCIR CON PENDIENTES PARA MINIMIZAR EL CONSUMO? VIII

Continuación posts anteriores.

Para terminar esta serie interminable, voy a mostrar como a diferencia de al circular en llano, subir pendientes elevadas muy despacio es una mala idea para el consumo.

En este post mostré como en llano se puede circular muy despacio con un consumo reducido. Por ejemplo en mi coche, un Ford S-max el consumo puede ser bueno hasta circulando en 2ª y 3ª marcha. No ocurre lo mismo subiendo pendientes, especialmente con pendientes elevadas.
NOTA: en el caso de mi coche circulando en 2ª marcha en el entorno de 25Km/h el consumo aumenta aproximadamente 1,5l/100Km respecto a los mejores consumos en 4ª y 5ª marcha, y circulando en 3ª marcha en el entorno de 40Km/h el consumo aumenta aproximadamente 0,5l/100Km respecto a los mejores consumos en 4ª y 5ª marcha. Los incrementos de consumo circulando con una pendiente elevada son muy superiores.

Pero empecemos por el principio, de nuevo realizaré una estimación con el VW Golf que he estado utilizando en esta serie. A las características del coche que presenté en este post hay que añadir el rendimiento de las demás marchas, supongo los siguientes rendimientos:
5ª marcha: η = 97%
4ª marcha: η = 96,5%
3ª marcha: η = 95%
2ª marcha: η = 94%
1ª marcha: η = 92%

Voy a considerar únicamente el caso de subir una pendiente del 7,5%, que es representativo de un puerto de montaña con una pendiente elevada. Por ejemplo esa es la pendiente media de la famosa subida al Tourmalet. (Aunque puntualmente se alcanza hasta el 13% de pendiente).

En la siguiente gráfica muestro el par para cada una de las marchas sobre el diagrama de consumo específico del motor del coche que ya presenté en este post:


Ya se intuye el problema que os anticipaba, las marchas cortas (1ª y 2ª), como en cualquier punto de funcionamiento normal del coche, se encuentran en una zona mala del diagrama, es decir con un consumo específico elevado. En cambio en 5ª marcha estamos en la zona óptima de funcionamiento, aunque a bajas revoluciones y por encima de 2500rpm estamos peligrosamente cerca del máximo par disponible. En 4ª marcha podemos circular en una zona bastante óptima en un rango muy amplio de velocidades. En 3ª marcha podemos circular a menos de 2000rpm con buenos consumos específicos.
NOTA: en general cuanto más potente es el coche, más problemas tienes subiendo una pendiente despacio, ya que el consumo específico es peor. A diferencia de este VW Golf, en el caso de mi coche de 140CV, no hay forma de subir una pendiente en 3ª marcha consumiendo poco. Este efecto es mucho menor circulando en llano, por que aunque el consumo específico sea muy malo circulando despacio, el par necesario es muy pequeño, y normalmente el consumo que se obtiene es aceptable.

El consumo en cualquier punto se obtiene multiplicando el par por el consumo específico. Así con un poco de trabajo se obtiene la siguiente gráfica de consumo en función de la velocidad del coche:
NOTA: como mostraba en el post que trataba sobre el consumo específico, hay que pasar de gr/h a l/h, y luego a l/100Km.

El resultado es el siguiente:
 

Antes de analizar el resultado, voy a añadir una curva con las velocidades razonables para cada marcha. Voy a considerar incrementos de 5Km/h. La marcha que presenta más dificultades es la 5ª marcha. En 5ª marcha llevamos el motor en su zona óptima (régimen de par máximo y cargas muy altas), la contrapartida es que tenemos un exceso de potencia muy reducido. Eso hace que la velocidad máxima esté limitada a 115Km/h, y que sea muy incómodo circular por debajo del par máximo. Por eso en cuanto bajamos de 70Km/h hay que reducir a 4ª marcha.

En este post explicaba el efecto de circular por debajo del par máximo con el motor muy cargado. Pero creo que vale la pena repetirlo. El exceso de par es la distancia que hay entre la curva de par máximo y la curva verde de 5ª marcha en el diagrama de consumo específico que presento más arriba. Si por ejemplo estoy circulando a 90Km/h (2000rpm) y se empieza a reducir la velocidad del coche (ya sea porque inadvertidamente he levantado un poco el pie del acelerador, o porque aumenta un poco más la pendiente) nos movemos en el diagrama de consumo específico hacia un punto en el que hay más exceso de par, simplemente hay que pisar un poco más el acelerador y la velocidad del coche aumentará. En cambio si estamos circulando a 65Km/h (1440rpm), en cuanto se reduce ligeramente la velocidad el exceso de par se reduce muy rápidamente, por lo que en cuanto tengamos cualquier despiste o pequeño repecho en la subida el coche no será capaz de recuperar la velocidad por mucho que pisemos el acelerador, como se dice coloquialmente “nos quedamos tirados”.
En 4ª marcha este problema sólo existe con el motor muy poco revolucionado (menos de 1200rpm). En las demás marchas este problema no existe, debido a que el exceso de par disponible es muy grande. Pero debido a que he considerado incrementos de velocidad de 5Km/h hay que cambiar de marcha algo por encima de 1000rpm. Por tanto, este es el consumo que razonablemente podemos obtener en condiciones reales de circulación:


Se puede ver como a diferencia de circular en llano, cuando la pendiente es elevada se consume mucho más en marchas cortas (1ª y 2ª marchas). También aumenta la velocidad en la que el consumo es mínimo. En este coche en concreto en llano el consumo mínimo se alcanza circulando muy despacio (ver post en el que se obtiene el consumo en llano) a 55Km/h, tal vez 50Km/h en 5ª marcha (velocidad coincidente con mi coche, ver post). Y empeora poco si se circula muy despacio en marchas cortas. En cambio subiendo una pendiente importante, el consumo empeora más con marchas cortas (aunque es mucho menos dramático que en el caso de mi coche), y como ya he explicado la velocidad de consumo mínimo a la que se puede circular cómodamente es muy superior, del entorno de 70Km/h o 75Km/h. En 4ª marcha se consume lo mismo, pero únicamente si se circula en el entorno de 45Km/h. Obviamente no tiene sentido práctico circular a 45Km/h si se consume lo mismo circulando a 70Km/h. En el coche real lo más cómodo probablemente sea circular en quinta en el rango 80Km/h y 90Km/h (como explicaba por encima del par máximo).

La 1ª marcha hay que evitarla a toda costa. Por eso hay pocas situaciones más nefastas para el consumo que subir la rampa de un garaje. Normalmente no hay más remedio que subir en 1ª marcha (aunque sólo sea por civismo hay que circular por debajo de 20Km/h). Afortunadamente, salvo que aparques en un parking de 6 plantas, los metros que se recorren en estas circunstancias son muy pocos.

La 2ª marcha tampoco es nada deseable. En el ejemplo mostrado se consume lo mismo en 2ª marcha que circulando a más de 105Km/h en 5ª marcha.

Como ya he explicado, al menos en España las máximas pendientes en autopista son del 7%, por tanto siempre se podrán subir en 5ª marcha en este coche. Sin embargo, es interesante lo que ocurre en este rango de velocidades. Si circulas a 115Km/h el consumo es de 11,5l/100Km, en cambio si quieres circular a 120Km/h el consumo aumenta a 12,7l/100Km, el aumento tan abrupto en el consumo es debido a que hay que reducir a 4ª marcha. Por tanto se observa lo que ya he comentado en posts anteriores, si tienes un coche poco potente, o por ejemplo llevas este coche muy cargado, y no eres capaz de subir una cuesta de autopista a 120Km/h, es mejor reducir ligeramente la velocidad y luego correr ligerísimamente más en el resto del trayecto, que la alternativa de subir la cuesta a 120Km/h reduciendo una marcha.

En el siguiente post resumiré las recomendaciones prácticas que ya adelanté en el primer post de la serie.

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