En busca de las máximas prestaciones en un motor de pistones

La sorpresa es quizá una de las primeras reacciones que manifestamos a la hora de toparnos con nuevos inventos, pero muchas veces no llegamos a conocer realmente el tiempo de investigación necesario para llegar a ese fantástico resultado. Algo así, debió de sentir la gente en 1876 al ver el primer motor a gas de Deutz AG, diseñado por Nikolaus Otto. Este motor no era el primer diseño relativo a esta tecnología, Lenoir o el padre Barsanti habían comenzado sus desarrollos a principios de dicho siglo, pero si se trataba del primer motor a gas capaz de comprimir la mezcla en el cilindro.

La compresión aparecía de esta forma en el nuevo ciclo termodinámico de 4 tiempos que lleva el nombre de su principal inventor. Este nuevo concepto se hizo imprescindible en todos los motores de combustión interna que fueron patentándose en el mercado, incluido en el motor de Benz para su triciclo.

Cabe por tanto pensar que antes del gran invento del señor Otto, que pasó a los anales de la historia de la termodinámica por culpa de Gottlieb Daimler, el gas de trabajo mezclado con aire combustionaba en un cilindro de doble efecto a presión atmosférica. El consumo de dichos motores a gas era muy elevado ya que la expansión del pistón no aprovechaba casi nada la entalpía de la mezcla.

En 1863 Lenoir aplicó su motor a un triciclo creando un automóvil del tipo que se ve en la foto.

Uno de los intentos por tratar de conseguir una compresión del gas de trabajo fue el Ready Engine de George Brayton. El motor usaba un cilindro específico para la compresión, un depósito presurizado intermedio y un cilindro de potencia, donde se realizaba el encendido de la mezcla y la expansión del pistón. La combustión, gracias al depósito, se producía de forma isóbara siguiendo un ciclo termodinámico que posteriormente fue utilizado en las turbinas de gas a mediados del siglo XX. Este motor, al realizar la compresión externamente al cilindro de potencia, ha pasado a la historia en 1872 como el primer motor sobrealimentado mediante un compresor volumétrico.

Los motores Brayton llegaron a ser equipados en los nuevos automóviles estadounidenses Selden, pero no tuvieron un gran recorrido comercial en favor de los propulsores a gas de 4 tiempos gestados por Otto en 1876. La evolución del nuevo corazón de los carros de caballos seguiría su curso mejorando el encendido y la deflagración centrada en el PMS gracias a Karl Benz y Robert Bosch, pero sobre todo Gottlieb Daimler. Tras el diseño del primer motor Daimler a gas capaz de comprimir cerca del límite de picado, el ingeniero de Cannstatt se percató de que el aumento de la presión en la admisión permitía al motor otorgar mayor potencia y por tanto ser de menor tamaño, implementando en 1885 un compresor volumétrico Roots a la entrada del cilindro.

Motor Brayton modificado por Dugald Clerk con cilindro de bombeo, el de la izquierda, que permite incrementar la compresión en el gas antes de entrar en el cilindro de potencia, el de la derecha.

Este aumento de rendimiento energético, al trabajar el motor cerca del límite de picado, no solo incrementó la energía transmitida a los pistones, sino la temperatura del proceso y consecuentemente la entalpía de los gases a la salida. Esto significó que de nuevo gran parte de la energía era disipada en forma de temperatura y presión por el escape, y el ingeniero Luis Renault se percató de ello patentando en 1902 un ventilador que de alguna forma pudiera ser movido por la energía de los gases de escape.

Renault no llegó a implementar esta patente en sus voittures, pero Alfred Büchi en 1905 desde el mundo de la aviación llegó a patentar, y fabricar en 1915, una turbina axial impulsada por el escape de un motor de pistones y un compresor axial montado en un eje común a la turbina que permitía comprimir la admisión antes de entrar al motor. De esta forma se conseguía mantener el rendimiento volumétrico a gran altura a pesar de la reducción de la densidad del aire. Este es considerado el primer motor sobrealimentado mediante un turbocompresor.

Patente de turbocompresor registrada por Alfred Büchi en 1905 para ser implementado en un motor radial de aviación. Como puede verse tanto la turbina como el compresor son axiales y los rotores comparten un mismo eje que transmite el par de la turbina al compresor.

Esta nueva tecnología del suizo Büchi fue utilizada en los años 20 con excelentes resultados en propulsión marina, pero en ninguno de los casos llegaba a implementarse en el automóvil debido al enorme espacio requerido para alojar la turbina y compresor axiales, así como por el régimen variable al que trabajan los motores de automóvil frente a los de aviación.

Por tanto, el siglo XX fue testigo de la implementación de dos modelos de sobrealimentación en automoción y supondrán una fuerte rivalidad que se vivirá especialmente en los años 80. Pero antes de llegar a ahí veamos un poco como funcionan estas dos tecnologías junto con sus ventajas frente a frente.

Principio de funcionamiento de la sobrealimentación

El primer concepto que tiene uno en mente cuando le hablan de compresión es una jeringuilla con el dedo puesto en el extremo de salida y haciendo fuerza en el vástago. Esta compresión tan primaria se basa en los postulados de Boyle Mariotte, donde un gas ideal reduce su volumen y aumenta su presión a temperatura constante. Este principio puesto en práctica a nivel industrial se ha intentado conseguir mediante el empleo de compresores volumétricos y dinámicos.

Los volumétricos pueden ser a su vez de dos tipos, bien los que obtienen la compresión mediante un proceso alternativo como es el caso de los típicos compresores de aire que pueden contar con varias etapas, o bien la compresión se obtiene mediante un proceso rotativo. Destacando entre estos últimos a los de paletas, los de tornillo, los de tipo Scroll, los de anillo líquido y los más usados en automoción, los Roots.

Clasificación de los compresores según su diseño.

Si se realiza un análisis termodinámico a toda esta variedad se llega a la conclusión de que sus etapas de compresión son similares describiendo procesos politrópicos, excepto en el caso del Roots. Este tipo de procesos se aleja de los postulados ideales de Mariotte, ya que el fluido de trabajo pasa a una gran velocidad por el compresor no dando tiempo a igualar la temperatura del entorno con la del gas comprimido. En nuestra querida jeringuilla comprimimos el aire ambiente a una velocidad lentísima y con una fuerza ridícula. Es decir, ese supuesto tan ideal se ve inalcanzable necesitando de infinitos compresores en serie que permitan seguir la curva isoterma durante el proceso de compresión.

A su vez, dada la alta velocidad del flujo se puede considerar un proceso cuasiadiabático, al no haber tiempo para poder intercambiar calor con el entorno. Consecuentemente, la curva que describe la compresión se encontrará entre la curva isoterma con coeficiente politrópico igual a uno y la curva adiabática reversible o isentrópica. De esta forma se puede definir un rendimiento isotermo, parámetro fundamental a la hora de elegir un compresor, cuanto mayor sea dicho rendimiento menor será el área encerrada por el ciclo y por tanto menor el trabajo a aportar para comprimir el gas.

A la izquierda se muestra la representación en un diagrama p-V de las diferentes curvas politrópicas en una compresión en función del coeficiente politrópico. Gracias a dicho gráfico podemos ver que el área más pequeña entre P1, 1, punta de flecha y P2 es descrito por la curva isoterma. Lo que se busca en un compresor volumétrico es reducir al mínimo ese área limitada por una curva politrópica con coeficiente mayor que 1, de esta forma será menor el par a aportar al compresor por parte del motor. En el gráfico de la derecha se puede ver en la parte inferior los valores de presión del compresor y en el eje vertical en una escala se obtiene la temperatura y en la otra el par del motor aportado al compresor en Kg*m. De nuevo se puede ver fácilmente como la compresión isoterma demanda un menor par, para un mismo aumento de presión del compresor, que una compresión adiabática.

Si se analiza por otra parte el comportamiento de las turbomáquinas, las diferentes categorías según sus aspectos mecánicos ya fueron tratadas en el artículo de turbinas de gas. En esta ocasión se va a tratar únicamente el campo de las turbinas centrípetas y compresores centrífugos. El motivo de esta elección entre las turbomáquinas en el campo del automóvil yace en la imposibilidad de los compresores y turbinas axiales para variar su punto de trabajo de forma rápida. Esto en los motores de aviación con turbocompresores axiales no es un problema, debido a que el funcionamiento del motor no está sometido a fuertes variaciones del flujo de trabajo.

Realizando de nuevo un análisis termodinámico, tal y como se ha hecho con los volumétricos, se llega a procesos que también son politrópicos, aunque en este caso la compresión se realiza con coeficientes politrópicos superiores a γ, consiguiendo acercarse a saltos isentrópicos en lugar de isotermos. Es decir, el rendimiento isentrópico es el parámetro fundamental de elección de un compresor centrífugo. En el caso de la turbina centrípeta, el proceso es idéntico pero visto como una expansión en lugar de una compresión. El par aportado en el eje central del rodete de la turbina es transmitido en el otro extremo al rodete del compresor. Esto implica que el salto entálpico de los gases de escape en la turbina sea igual al del compresor, pero con mayor caudal en la turbina implicando esto un aumento en sus dimensiones.

A la izquierda el diagrama p-V muy similar al utilizado con compresores volumétricos, pero esta vez se incluyen politrópicas con coeficientes superiores a γ, esto implica que las compresiones son adiabáticas pero con generación de entropía en el sistema. Esta última apreciación se puede ver fácilmente en el diagrama h-s de la derecha donde la entropía crece en lugar de disminuir en las politrópicas descritas por los compresores centrífugos. Las consecuencias de este fenómeno son un mayor aumento de la temperatura en el proceso respecto a un compresor volumétrico, así como un mayor área y por tanto par a aplicar por parte de la turbina.

En lo que respecta al aspecto mecánico de los compresores volumétricos, como se ha mencionado, han sido muy diferentes en sus planteamientos. El compresor de émbolos es en esencia un motor de pistones con funcionamiento invertido y sin ninguna combustión en el proceso. En el caso de los compresores de tornillo un eje principal contiene una polea que recibe par del cigüeñal. Gracias a dos ruedas dentadas el movimiento es transferido de dicho eje al eje complementario, pudiéndose así ejecutar el proceso de compresión en el que el gas a presión atmosférica entra por un extremo del compresor y sale por el extremo opuesto a mayor presión.

A la izquierda un compresor de tornillo seccionado donde pueden verse los engranajes que transmiten el movimiento del eje macho al hembra, mientras que la recepción del par se realiza por la parte trasera en el eje macho. A la derecha una foto de los dos ejes y una clara muestra de la efectividad de este compresor al anular los espacios perjudiciales. Los filetes de ambos ejes se van estrechando conforme el fluido llega al otro extremo logrando de esta forma dotar al compresor de compresión interna.

Los compresores de paletas cuentan con un rotor movido por un eje conectado con el cigüeñal del motor y formado por diversas acanaladuras en las que se encuentran unas paletas que se desplazan sobre el eje de dichas ranuras. El conjunto se encuentra a su vez encerrado en una carcasa cuyo centro geométrico no coincide con el del rotor, de forma que al girar este el espacio libre con la carcasa se va estrechando con el giro. El gas que entra por la zona de mayor sección empieza a ser troceado por las paletas en cachos más pequeños que al girar el rotor son conducidos a las zonas más estrechas antes descritas, consiguiendo así mayor presión para salir por el conducto de salida.

A la derecha una imagen de un compresor de paletas seccionado donde se puede ver la excentricidad del rotor respecto del estator. A la izquierda una imagen de un rotor con las paletas en sus respectivas ranuras, el eje que sobresale detrás es el que transmite el par necesario para la compresión.

Los compresores de tipo Scroll están formados por dos dobles semielipses donde una de ellas se desplaza circularmente respecto de la otra que está fija. El eje de la parte móvil recibe el par del motor a través de poleas o engranajes. La ventaja de este sistema yace en el bajo volumen perjudicial que permite aumentar el rendimiento volumétrico a la par que reduce las vibraciones frente al resto de compresores. Gracias a su diseño tan compacto y eficiencia el par aportado por el motor para la compresión se reduce notablemente. Los problemas aparecen en la fabricación de las espirales ya que se requieren tolerancias muy ajustadas con formas bastante complejas para un torno sin control numérico.

A la derecha una imagen de despiece en simulación donde se pueden ver los dos ejes que posibilitan el desplazamiento circular de una de las dobles semielipses mediante el uso de levas excéntricas. Ambos ejes van unidos por una correa colocada después de la polea que recibe el par del motor. A su vez van colocados en la carcasa que contiene la doble semielipse que se desplaza y se puede ver en la fotografía izquierda.

Finalmente, los compresores Roots poseen elementos mecánicos muy similares a los de tornillo, así como reciben y transmiten la fuerza en los dos ejes de igual forma. La diferencia yace en la forma de los lóbulos de ambos ejes y en que la compresión del gas de entrada se realiza gracias al empuje del lóbulo por parte del gas de descarga. Es decir, estos compresores carecen de compresión interna y se requiere mayor energía para poder comprimir dando lugar a un peor rendimiento isotermo. A pesar de ello es el tipo de volumétrico más utilizado en automoción, en detrimento del de tornillo, ya que permite alcanzar mejores compresiones desde bajo régimen de giro del motor uniformando la curva de par motor. De esta forma la potencia extra aportada por los compresores que cuentan con compresión interna se obtiene a altas revoluciones.

A la derecha imagenes de los ejes de un compresor Roots con dos y tres lóbulos, el resto de componentes mecánicos es muy similar a los de un compresor de tornillo. La principal diferencia con respecto al resto de volumétricos yace en que el fluido de descarga ha de comprimir al fluido de entrada dado que no posee compresión interna. Este fenómeno incrementa el par demandado para comprimir tal y como se puede ver en el diagrama p-V de la izquierda que muestra una compresión no politrópica. El incremento de temperatura en el proceso sería también mayor que en el resto de los volumétricos y alcanzaría incrementos similares a los de un compresor centrífugo. 

Ventajas y desventajas de los distintos tipos de sobrealimentación

Tras haber analizado de forma superficial los distintos tipos de sobrealimentación, es evidente que la mayor de las virtudes se encuentra en la posibilidad de aumentar la presión del gas en la admisión. Así se posibilita un incremento del rendimiento volumétrico que permite desplazar el diagrama termodinámico del motor hacia arriba de forma que la fase de admisión del ciclo pasa a colocarse por encima de la presión atmosférica no siendo este área negativa.

En ambas fotos se puede observar, en un diagrama p-V, el desplazamiento hacia arriba de todo el ciclo Otto (a la izquierda) y Diesel (a la derecha) al introducir la sobrealimentación a un motor atmosférico. Gracias a este proceso también se invierte el área encerrado por la admisión y el escape pasando a ser dos tiempos del ciclo que también aportan energía en lugar de consumirla del sistema. La línea discontinua en los diagramas muestra la presión atmosférica.

Aunque esta ventaja resulte escueta, hemos de tener en consideración que a raíz de esto se pueden sacar muchas otras ventajas. Para empezar, se puede disminuir la cilindrada del motor para alcanzar el mismo régimen de potencia que si fuese atmosférico. De esta forma se reduce el peso del grupo propulsor, la cantidad de material utilizado, el precio del automóvil y sobre todo el consumo de combustible.

Otra gran ventaja está en los motores de encendido por compresión (MEC), ya que estos requieren elevadas relaciones de compresión para conseguir autoinflamar la mezcla y la sobrealimentación permite incrementar el par motor, punto débil de este tipo de motores. De hecho, los primeros compresores Roots que se diseñaron para motores de combustión interna fueron empleados en motores diésel de 2 tiempos. En automoción principalmente gracias a los turbocompresores, los MEC pudieron disminuir su tamaño y peso a la par que mejoraban sus bajas prestaciones.

A la izquierda el diagrama de par motor de un Mercedes-Benz 300E w124 de 1985 de gasolina frente a la curva de par de un Mercedes-Benz 300D w124 de 1985 de gasoil. Ambos motores son de nuevo diseño por la marca con 6 cilindros en línea, inyección de combustible y sin sobrealimentar. Es evidente que el 300E consigue un mejor resultado de par en cualquier régimen respecto al 300D, esto se cumple siempre en toda comparativa de cualquier motor de gasolina atmosférico frente a un diesel atmosférico coetáneo e idéntico en cilindrada y número de cilindros. Gracias a la sobrealimentación en los turbodiesel este aspecto cambia y consigue mejorar los resultados frente a un motor de gasolina equivalente y atmosférico. Si se sobrealimentase también el gasolina, el turbodiesel sería el que menos par y potencia tendría en la comparativa.

Por otra parte, no todo son ventajas y esta vez nunca mejor dicho…Aunque la sobrealimentación permita incrementar los resultados de par y potencia de un motor atmosférico, estos beneficios solo se pueden conseguir en situaciones concretas de conducción. Los compresores volumétricos consiguen salir mejor parados en este campo, ya que consiguen unos niveles de compresión mucho mayores que los turbocompresores en su zona de trabajo óptimo. En el caso de los Roots se aporta compresión al ralentí dotando al motor de potencia cuasiinstantánea. Los compresores de tornillo y de paletas aportan par a alto régimen, zona en la cual el Roots empieza a tener más pérdidas.

Los turbocompresores por su parte están en tierra de nadie y dependen mucho del diámetro de los rodetes del compresor y turbina dando un rango de trabajo relacionado con la energía en forma de presión y temperatura que posean los gases de escape, y no en función de un rango de rpm del motor como falsamente se ha hecho creer a la gente. Si el diámetro de los rodetes es pequeño dicho turbo podrá soplar a baja carga y si es grande soplará a alta carga, provocando un retraso de la entrada de dicha compresión al motor, esto es lo que es conocido como turbo-lag.

En este gráfico de par motor se puede observar el cambio brusco del par motor en un motor turbodiesel. El turbo está dimensionado para aportar el par máximo en un régimen del motor entre más o menos las 2000 y 3000rpm, siempre que el gas de escape tenga suficiente carga energética como para permitir realizar el salto entálpico. Este motor en frio a 2865rpm describe la curva de par de abajo no la de arriba...

Otras de las desventajas muy serias que tienen lugar al implementar turbocompresores en motores de encendido provocado aparece al aumentar cada vez más el régimen y el grado de carga de los gases de escape, llevando al turbo a soplar a mayor presión. Este fenómeno de aumento de la presión de soplado puede inducir un aumento de la temperatura en la admisión, ya que las compresiones adiabáticas siempre llevan consigo un aumento de la entropía y por tanto la temperatura sube mucho más de lo que sube la presión. Esto no solo reduce la eficiencia termodinámica del motor, sino que calienta la culata e induce una autodetonación incipiente, esto es lo que se conoce como picado del motor.

A la izquierda se pueden ver los efectos que ocasiona el picado de biela en las cabezas de los pistones generando microperforaciones que pueden incluso oxidar el pistón al levantarse el tratamiento superficial al que se somete el material. A la derecha dos cojinetes de biela que han sufrido las fuertes vibraciones de la autodetonación en el cilindro.

En el caso de los motores de encendido por compresión el picado no es un fenómeno tan plausible dado que lo que se busca precisamente es la autoinflamación. Sin embargo, una bajada del régimen de giro del motor mientras el grado de carga de los gases de escape es alto provoca mezclas muy ricas de gasoil que llevan a crear humo negro en el escape con alta concentración de partículas. Esto obliga a coordinar electrónicamente la presión del compresor con la inyección de combustible.

Finalmente, una desventaja que aparece en la sobrealimentación es la temperatura que ya ha sido mencionada anteriormente. Esto es un grave problema especialmente en motores de encendido provocado, por la alta temperatura de los gases de escape, exigiendo materiales de alta resistencia a la fluencia en todas las piezas de la turbina, del eje, de los rodamientos de este y siendo necesario lubricar la zona incluso en algunos casos con su propio cárter. Por otra parte, la temperatura se incrementa en todas las compresiones adiabáticas y en especial en las turbomáquinas donde el salto entálpico es mayor si cabe, esto reduce el rendimiento termodinámico del motor.

Este diagrama p-V-T muestra como todos los procesos politrópicos que se han mencionado anteriormente aumentan la temperatura en mayor proporción incluso que la presión. Los diagramas p-V anteriormente utilizados son la proyección de este diagrama ternario, que se puede ver en los dos ejes de detrás.

Los primeros pasos de la sobrealimentación en automoción

Conocido el funcionamiento y función de la sobrealimentación, las marcas han intentado a lo largo de la historia mejorar los inconvenientes de dichos sistemas. En primer lugar, se ha de decir que la implementación de los turbocompresores en el automóvil vino muy ligada al avance en los diseños de turbinas de gas para aviación después de la 2ª guerra mundial. Esto supuso que toda la sobrealimentación anterior a dicha contienda bélica fuese monopolizada por los compresores volumétricos.

Como se mencionó anteriormente, el primer compresor volumétrico fue de pistones en 1872, pero es evidente el peso y las dimensiones que este requiere reduciendo mucho las expectativas de que esta tecnología prosperase, como fue el caso. En lo que concierne al compresor Roots, este fue el siguiente en ser utilizado, en motores de combustión interna de Daimler en 1885, habiendo sido traída la idea de un alto horno. A partir de aquí la implementación de compresores Roots en automoción fue descartada, ya que las carreras que estaban gestándose en aquel momento no precisaban de altas prestaciones debido al mal estado de los caminos, haciendo que las velocidades medias fueran más bien ridículas.

Sería ya en el siglo XX, cuando tras las copas Gordon-Bennett en Europa y las Vanderbilt en EEUU los circuitos pasaron de realizarse entre ciudades a realizarse en circuitos cerrados. Este cambio supuso una revolución en el mundo de la competición de principios de siglo que permitió empezar a pensar en records de velocidad de forma más extendida. Esto dio pie a mejoras en prestaciones de los automóviles de carreras con el aumento de la cilindrada del motor, el cambio de la posición de las válvulas y los motores multiválvulas. Los volumétricos seguían sin tener cabida aún.

Cartel publicitario de Mercedes en el que la marca muestra su éxito en la copa Gordon-Bennett de 1903 en Irlanda. Esta victoria supuso que la copa se celebrase en el II Reich en 1904, pero la victoria ese año no fue para los alemanes, sino para los franceses con un Richard-Brasier.

Todo cambió en los años 20, cuando varias marcas casi al unísono empezaron a mostrar interés por estos sistemas de compresión tras la limitación de las cilindradas en competición. La primera marca en implementar un volumétrico en competición fue Fiat con el 805 en 1923. La idea tuvo tan buen resultado, que rápidamente otros constructores copiaron la idea, dejando a Fiat sin tiempo para obtener éxitos destacables.

A la izquierda se puede observar una representación esquemática del accionamiento del Roots utilizado por Fiat en el motor 406 v12 en el que destacan las culatas de flujo cruzado, algo muy raro de ver en motores de carburación pero necesario según el diseño de esta sobrealimentación. A la derecha una sección del mismo motor en la que se puede ver el Roots en la parte inferior con aletas de refrigeración en la carcasa para reducir la temperatura.

Una de las marcas que copió a Fiat con gran éxito fue Alfa Romeo, marca de referencia en esa década con pilotos como Enzo Ferrari. El nuevo P2 diseñado por el gran Vittorio Jano convirtió al constructor en campeón del mundo del recién inaugurado Campeonato Mundial de Automóviles de 1925. El motor de 8 cilindros en línea de casi 2 litros de cilindrada contaba con un compresor Roots que dotaba al automóvil de 175 caballos en las últimas versiones, alcanzando los 195 Km/h en el campeonato de 1925.

Alfa Romeo P2 diseñado por Vittorio Jano con el mismo esquema de colocación de la sobrealimentación que el Fiat 805.

La clave de este éxito yacía en el extra de potencia que dotaba al motor la sobrealimentación, pero hay más…A pesar de tener algo menos de cilindrada venció al también sobrealimentado Duesenberg Eight Speedway 122, ya que contaba con un intercooler a la salida del Roots, en la parte baja del motor, reduciendo así la temperatura de admisión e incrementando el rendimiento del motor. Cierto es que la suspensión, el reparto de pesos, la destreza del conductor y el destino en las carreras también es importante, pero ese tipo de aspectos también marcan la diferencia y más aún cuando las marcas francesas Bugatti y Delage se negaban a sobrealimentar sus motores en 1925. Al año siguiente Bugatti gana el mundial con el Type 35 gracias a un compresor Roots.

La realidad es que esa reticencia por parte de los constructores franceses a la sobrealimentación era extrapolable a otras marcas como Bentley que veían en esta modernidad más desventajas que ventajas. Consideraban también que una reducción de la cilindrada reducía el empaque y clase del coche. Tal fue el cataclismo en la marca británica que uno de sus mejores pilotos, Tim Birkin, optó por romper relaciones con Bentley Motors al negarse la compañía a sobrealimentar el 4.5 litros. Como resultado, Birkin montó un taller en Hertfordshire para colocar compresores Roots a estos coches bajo el nombre de Bentley Blower. El volumétrico fue colocado por delante del radiador y unido directamente al cigüeñal dotando al coche de una tendencia subviradora.

Bentley Blower 4.5 litros que fue modificado por parte de Tim Birkin para colocar el Roots que se puede ver en la foto. Esta sobrealimentación incrementó el peso por delante del eje delantero provocando un aumento del caracter subvirador del vehículo.

Referente a este último aspecto, otra de las marcas que apostaron por los compresores Roots fue Mercedes debido a la influencia del ingeniero Ferdinand Porsche proveniente de Austro-Daimler. Son muy conocidos los logros en competición de la recién creada Mercedes-Benz durante los años 30 con los SSK y SSKL gracias a Porsche, pero desde mi opinión el mayor éxito fue al romper con la estigmatización de que un coche de paseo y de la alta sociedad pudiese equipar sobrealimentación. Cierto es que Duesenberg o Cord en EEUU consiguieron esta gesta también, pero en Europa la clase alta era más conservadora y reacia a los cambios. La serie 500/540/580K de 1934 carrozada por Friedrich Geiger logró parapetar a la marca a un éxito abrumador entre la aristocracia europea y hasta el propio Hitler contó con limusinas 770K de 230 caballos y compresor Roots.

Evidentemente no todo eran flores…los nuevos Mercedes-Benz contaban con una carrocería muy pesada y sus motores de 8 cilindros en línea de hasta 5.8 litros necesitaban del compresor en cuestas pronunciadas para poder empujar el vehículo. El compresor, según el manual de usuario, solo estaba pensado para subir fuertes rampas y ayudar en el arranque. El Roots contaba con un depósito de gasolina adicional que al vaciarse no podía rellenarse con el depósito principal. A su vez, el volumétrico actuaba únicamente cuando el conductor pisaba a fondo el acelerador.

Mercedes-Benz 500K con los dos conductos laterales del escape que denotan la utilización de un compresor Roots. Los SSK y SSKL otorgaron éxitos a la marca en varias competiciones pero la popularidad de la sobrealimentación entre la alta sociedad fue gracias a estas berlinas.

En esta primera etapa de análisis de los volumétricos, se ha de decir que no todos los sistemas de sobrealimentación utilizaban compresores Roots. La marca americana Duesenberg también sacó al mercado berlinas y coches de competición con un sistema de compresión bastante raro mediante el empleo de un compresor centrífugo cuyo rodete era movido por el cigüeñal. Este sistema fue muy utilizado por la compañía en sus berlinas.

Duesenberg J-557 de 1935 con compresor centrífugo que puede verse en la imagen de la derecha. Este compresor era movido directamente por el cigüeñal a través de un eje, cuya carcasa protectora de color verde puede verse en la imagen. A los lados del compresor se encuentan los dos carburadores con sus filtros de aire. A pesar de utilizarse este tipo de sobrealimentación en otros modelos de la marca, finalmente se impuso el uso del compresor Roots ya que los volumétricos requieren menos par para aportar compresión tal y como se ha comentado anteriormente.

Por otro lado, la marca británica MG llegó a registrar records de velocidad en los años 30 con su gama Magic Midget contando con compresores de paletas para lograr mejorar el rendimiento volumétrico de sus pequeños motores. El compresor iba colocado delante del radiador y comprimía el aire de entrada para después introducirlo en el carburador. Este tipo de disposición es conocida como soplado.

MG EX127 de 1933 basado en el MG K3 Magnette que contaba con un compresor de paletas Powerplus. A diferencia del K3, el EX127 montaba la sobrealimentación después del carburador tal y como puede verse en la foto de la izquierda. A la derecha un plano esquemático de una bomba de paletas empleada por MG.

Sin embargo, la colocación del compresor solía ser siempre después del carburador en la mayoría de los casos. Esto es, que el volumétrico comprimía mezcla no aire, este tipo de sobrealimentación es conocida como aspiración. Esta apreciación carece de importancia en estas décadas, dado que los vehículos eran conducidos por pilotos de carreras y los coches de calle que llegaron a equipar volumétricos servían para ayudar al motor en situaciones de demanda de alto par como subir una cuesta. Cuando en la segunda mitad del siglo XX se popularice el uso del turbo entre los utilitarios esta apreciación cobrará vital importancia y será tratada en detalle en el siguiente artículo de análisis de la sobrealimentación después de la 2ª Guerra Mundial.

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