LUIS MRQUEZ

La cercana de la entradaen vigor de la Fase III paralos motores de los vehcu-los extraviarios, siguiendoel camino que marcan los veh-culos industriales que circulanpor las vas pblicas, estn ha-ciendo aparecer en el mercadonuevas opciones, con mayor ni-vel de tecnologa para conseguirque se pueda cumplir esta nor-mativa, cada vez ms estricta,sin prdida de prestaciones ymanteniendo bajo el consumode combustible.

El paralelismo entre la nor-mativa que se aplica a los moto-res de los vehculos viarios y ex-traviarios, aunque en estos lti-mos con un pequeo retraso enel tiempo, ha obligado a los fabri-cantes de motores a buscar so-luciones comunes, de manera

Un ejemplo de lo que vienese aprecia analizando la oferta demotores disel de 4 cilindros concilindrada unitaria entre 1.1 y 1.2litros, segmento en el que parti-cipan los mayores especialistasde motores en la actualidad, As,en el mercado espaol de tracto-res, con ms de 800 modeloscomercializados, la cuarta partede ellos utilizan motores de 4 ci-lindros con cilindrada total entre4.2 y 4.8 litros. Pero antes de en-trar de lleno en el tema convienedar un vistazo a la Tabla 1, en laque se reflejan las relacionesexistentes entre los grandes gru-pos industriales que fabricantractores y motores.

que, a partir de un diseo nico,se pueda personalizar el produc-to final en funcin de su destino.

De esta manera, se rompecasi por completo la barrera queexista entre el diseo del motorpara el tractor agrcola y el delvehculo industrial, especialmen-te en las potencias de ms de100 CV, ya que slo se diferen-ciarn en la regulacin que con-diciona sus prestaciones, aun-que esto no es totalmente nue-vo; algunos recordarn la expe-riencia de Perkins con el motorde tractor inicialmente diseadopara usos marinos y que tam-bin fue la base de la motoriza-cin de algunas camionetas.

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LOS MOTORES QUE VIENENHace menos de un ao,

han podido leer en laspginas de agrotcnica

una serie de artculosdedicada a los motores,

sus principios defuncionamiento, la

normativa que limita lasemisiones en los gases deescape y la forma en que

las diferentes marcasadecuan sus productos

para competir en unmercado difcil.

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por 102/132, llegando as a unarelacin carrera dimetro de1.29. As, con un motor ms alar-gado, se aumenta la superficiede intercambio de calor en la re-frigeracin por aire.

Parece que la cilindrada deun litro fue una consecuencia delas limitaciones de los sistemasde inyeccin disponibles en lapoca, que no podan suminis-trar cantidades de combustibleinferiores a las que se necesita-ba con esta cilindrada. Ahora,con la miniaturizacin de los sis-temas de inyeccin, esto pareceirrisorio, pero la realidad es queesta cilindrada se ha impuestoen el motor industrial en 3, 4 y 6cilindros, y todas las marcas lahan seguido para poder equiparpequeos camiones, que necesi-taban potencia y par elevado conpeso reducido, y tambin paralos tractores agrcolas, aunqueen ellos se limiten las prestacio-nes, al estar sometidos a un ni-vel de carga continua superior ala del camin.

Fiat se incorpora a esta cilin-drada con un motor de 1.005cm3, que en pocos aos aumen-

de los motores de la Fase III, au-mentando el dimetro hasta 105mm, con los que la relacin ca-rrera/ dimetro pasa a 1.21. El in-cremento de la cilindrada enDeutz se ha realizado con el au-mento sucesivo de dimetro ycarrera, pasando por 102/125 y

Una referencia para laindustria europea

Se puede considerar los mo-tores con un litro de cilindradaunitaria los de referencia paradiesel industrial europeo, verstily polivalente, al que se ha recu-rrido para motorizar tractores,vehculos industriales y hastaembarcaciones.

Ha sido esta cilindrada lams utilizada en el mundo, y suorigen en Europa deriva de losaos 30, con las primeras reali-zaciones de Perkins en ReinoUnido y de Deutz en Alemania,aunque entre ellas hubiera unadiferencia sustancial, la refrigera-cin por agua de Perkins y por ai-re de Deutz.

La cilindrada unitaria inicialestaba algo por debajo del litro(850 a 900 cm3), manteniendoDeutz una carrera de 120 mm yun dimetro de 95 (relacin ca-rrera/dimetro igual a 1.26),mientras que Perkins prefera los127 mm de carrera, mantenien-do los 95 mm de dimetro (rela-cin carrera/dimetro de 1.33).Perkins ha continuado fiel a los127 mm de carrera (exactamen-te 5 pulgadas), hasta la llegada

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Grupo Industrial Marca de tractor Fabricante de motor

TABLA 1.- MOTORES PARA LOS TRACTORES ESTNDAR DE LOSPRINCIPALES GRUPOS INDUSTRIALES

AGCO

ARGO

ClaasCNH Global

John Deere

Same Deutz-Fahr

Zetor

AGCOChallengerChallenger (>350 CV)FendtMassey FergusonValtraLandiniMcCormickClaasCase IHCase IH (>250 CV)New HollandNew Holland (>250 CV)SteyrJohn DeereJohn Deere (>350 CV)Deutz-FahrHrlimannLamorghiniSameZetor

SisuDieselCaterpillar y SisuDieselCaterpillarDeutz y ManPerkins y SisuDieselSisuDieselPerkins e Iveco (EEA)Perkins e Iveco (EEA)John DeereIveco, SisuDiesel, CNH Engines Corp (EEA) y CumminsCummins e IvecoIveco, SisuDiesel, CNH Engines Corp (EEA) y Cummins Cummins e IvecoCNH Engines Corp (EEA) y SisuDieselJohn DeereCumminsDeutzSame y DeutzSame y DeutzSame y DeutzZetor y Same

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ta de cilindrada hasta 1.105, conuna relacin carrera/dimetro de1.21. Ahora, despus de haberutilizado esta cilindrada en mu-chos de sus modelos, da paso ala serie Nef, en la que utiliza dosopciones, una cilindrada ligera-mente por debajo de la unidad(975 cm3) y otra de 1.125 cm3.Man y Mercedes, en Alemania,siguen un camino parecido, ascomo Renault y Volvo en el equi-pamiento de sus vehculos in-dustriales viarios.

lindrada y la 1013 con 1.2 litros.La falta de competitividad de la1012 hace que en pocos aossea remplazada por la 2012, concilindrada de 1.004 cm3, queofrece buenas prestaciones, pe-ro cuya cilindrada se encuentraalgo alejada de sus competido-res en el segmento considerado,que han evolucionado hasta la ci-lindrada de 1.1 litros, lo que lehace ofrecer alternativa: la de 1.2litros.

Amrica, con ciertoretraso y mstecnologa

En el rea americana, la cilin-drada de un litro era patrimoniode los motores de gasolina, tan-to para uso industrial como agr-cola, hasta que se inventa labomba de inyeccin con distri-buidor rotativo, que produce unaverdadera revolucin en los mo-tores disel.

Fue John Deere el que laadopta para los motores de sustractores, abandonando la gasoli-na, que nunca fue una opcin algusto de los agricultores, susclientes en todo el mundo. Sumotor de 110 mm de carrera y106 mm de dimetro (relacincarrera/dimetro de 1.03) se hamantenido en el mercado hastala llegada de la obligatoriedad delprimer nivel de emisiones en elescape, momento en el que de-cide cambiar hasta 1.125 litrospor cilindro, mediante el alarga-miento de la carrera hasta 127mm (relacin carrera/dimetrode 1.2). Este cambio de cilindra-da unitaria va unido a la incorpo-racin de soluciones con alto ni-vel de tecnologa, que incluye larecirculacin de los gases de es-cape refrigerados, lo que lo con-vierte en el motor de referencia,ya que se adapta a la normativade emisiones sin penalizar lasprestaciones y el consumo decombustible.

En el comienzo de la dcadade los 80, Cummins, fabricante

En Italia, la cilindrada de litroen el motor industrial y agrcolala siguen VM y Same, con refri-geracin por aire, y Lamborghini,con refrigeracin por lquido. Laprimera de ellas en la serie Sun,con 952 cm3 de cilindrada, con-seguida un dimetro de 105 y ca-rrera de 110 (relacin carrera/di-metro de 1.04), que contina enproduccin. Same, con su serie105, designacin que toma deldimetro del cilindro, con 120cm3 de carrera y 1.004 cm3 de ci-lindrada (relacin carrera/dime-tro de 1.04). Lamborghini, con105 mm de dimetro y 115 decarrera (relacin carrera/dimetrode 1.09)

A mediados de los aos 80Same cambia, adoptando las di-mensiones de cilindro de Lam-borghini, tanto con refrigeracinpor lquido como por aire, que secaracteriza por un sistema de in-yeccin de bombas sumergidasindependientes, que recibe ladesignacin PLD, y que siguenmarcas como Deutz, Lombardiniy Mercedes, esta ltima en ver-sin electrnica.

A principio de los aos 90Deutz decide renovar su motor ypone en el mercado dos alterna-tivas, la 1012 con 0.8 litros de ci-

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EN EL REA AMERICANA, LACILINDRADA DE UN LITRO ERA

PATRIMONIO DE LOS MOTORES DE

GASOLINA, HASTA QUE SE

INVENTA LA BOMBA DE

INYECCIN CON DISTRIBUIDOR

ROTATIVO, QUE PRODUCE UNA

VERDADERA REVOLUCIN EN LOS

MOTORES DISEL

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tencias entre 50 y 60 kW (68 y82 CV), en aspiracin natural, y60 a 80 kW (82 a 109 CV), en so-brealimentados, est siendo sus-tituida por motores de cilindradamenor (750800 cm3), a la vezque los de motores de 4 cilin-dros con algo ms del litro de ci-lindrada unitaria, sobrealimenta-dos y con una fuerte carga deelectrnica, pasarn a ocupar elespacio de los motores de 6 ci-lindros de la anterior generacin.

Los nuevos productos

En la Tabla 2 se presentan al-gunas de las caractersticas msimportantes de los motores de 4cilindros con cilindrada unitariaentre 1.1 y 1.2 litros, con lo quela cilindrada total se encuentraentre 4.4 y 4.8 litros.

Las prestaciones indicadasson las que se obtienen en el en-sayo de potencia intermitente,por lo que para trabajar en conti-nuo, o de manera intermedia,que es como se considera quetrabajan en los tractores agrco-las, las regulaciones sern dife-rentes, y la potencia obtenidamenor.

3100. Con 1.1 litro de cilindrada,sin considerar la opcin de unaversin atmosfrica, las dimen-siones de la cmara son idnti-cas a las del Perkins 1100, queen el mismo tiempo pasa a inte-grarse en el grupo industrial deCaterpillar.

El empleo del sistema debomba-inyector y la ausencia demodelos sin sobrealimentacin,pueden ser las razones del esca-so xito de esta serie de Caterpi-llar, que evoluciona a 1.2 litros decilindrada unitaria, con la deno-minacin inicial de serie 3126, yposteriormente como C7, motoridntico al Perkins 1100.

Hay que tomar enconsideracin que la ci-lindrada unitaria de 1 li-tro en motores con as-piracin normal, que hasido la ms difundidaen el sector agrcolaindustrial para po-

independiente como Perkins, seinteresa por esta cilindrada y po-ne en el mercado su serie B, ca-racterizada por el menor nmerode componentes (un 40% me-nos que los motores de los com-petidores), lo que da mayor fiabi-lidad al producto, aunque no me-nor coste de fabricacin, comoconsecuencia de la elevada cali-dad de los materiales necesariospara soportar las elevadas pres-taciones que ofrece este seriede motores, lo que hace que seaun producto caro comparado conPerkins y Fiat-Iveco. Su cilindra-da unitaria es de slo 977 cm3,con dimetro de 102 mm y carre-ra de 120 mm.

Esta cilindrada la mantieneen el mercado hasta la llegadade la Fase II, y en ese momentola modifica, en colaboracin conIveco y New Holland (EEA), paradar paso a la nueva Serie B condos cilindradas unitarias diferen-tes, la de 977 cm3 original y lanueva de 1.125 cm3, esta ltimaslo en versin electrnica. Paraadaptarse a la demanda euro-pea, Cummins ha optado por di-mensiones mtricas, as comopor utilizar en sus motores los di-ferentes sistemas de inyeccinde Bosch.

Por otra parte, Caterpillar,que, atrado por el mercado eu-ropeo, instala en Blgica, a fina-les de la dcada de los 80, unafbrica para los motores de un li-tro de cilindrada unitaria, la serie

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La mayor cilindrada unitariala ofrece el Deutz 2013, y la mni-ma el Sisu 44 Cta. La mayor rela-cin carrera/dimetro es de 1.27y la proporcionan el CumminsQsb 160 y el Iveco N45, comoconsecuencia de su carrera de132 mm, siendo la velocidad me-dia de pistn en el primero deellos la ms elevada (11 m/s), co-mo consecuencia de la mayorcarrera y del rgimen de giro no-minal de 2.500 rev/min. La me-nor velocidad de pistn la ofreceSisu, con 8.8 m/s, ya que su ca-rrera es slo 120 mm (la mscorta del grupo) y su rgimen no-minal de 2.200 rev/min.

La mxima potencia la sumi-nistra el John Deere 4045 H, con

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TABLA 2.- MOTORES INDUSTRIALES DE MARCAS QUE EQUIPAN TRACTORES AGRCOLASCON CILINDRADA UNITARIA ENTRE 1.1 Y 1.2 LITROS

Dimetro [mm] 104 108 104 106 105 108 105.8Carrera [mm] 132 130 132 127 127 120 128.3Relacin C/D 1.27 1.20 1.27 1.20 1.21 1.11 1.2Cilindrada unitaria [dm3] 1.121 1.191 1.121 1.121 1.100 1.099 1.13N de cilindros 4 4 4 4 4 4Cilindrada [dm3] 4.485 4.764 4.485 4.483 4.399 4.397 4.51Potencia mxima [kW] 119 129 104 138 106 110 117.7(intermitente) [CV] 162 175 141 188 144 150 160

Par a pot. mxima [Nm] 455 536 451 549 460 478 488[rev/min] 2 500 2 300 2 200 2 400 2 200 2 200 2 300

Potencia especfica [kW/dm3] 26.53 27.08 23.19 30.78 24.10 25.02 26.1

[CV/dm3] 36.08 36.83 31.53 41.87 32.77 34.02 35.44PME [bar] 12.99 14.41 12.90 15.70 13.41 13.92 13.9Velocidad pistn [m/s] 11.0 10.0 9.7 10.2 9.3 8.8 9.8

Par mx. [Nm] 624 670 560 645 550 600 608[rev/min] 1 500 1 600 1 400 1 400 1 400 1 500 1 467

PME a par mximo [bar] 17.83 18.03 16.00 18.44 16.03 17.49 17.3Reserva de par [%] 37.3 25.1 24.0 17.5 19.5 25.7 24.8

Potencia a par mx.[%] 82.36 87.02 78.94 68.52 76.06 85.67 79.76

[kW] 98.01 112.25 82.09 94.55 80.63 94.24 93.63[CV] 133 153 112 129 110 128 127

Intervalo rgimen [rev/min] 1 000 700 800 1000 800 700 833Masa [kg] 355 432 390 396 330 340 374Masa/potencia kg/kW 2.98 3.35 3.75 2.87 3.11 3.09 3.19Volumen [m3] 0.4783 0.4838 0.4991 0.5232 0.3883 0.4960 0.48Emisiones fase III III III III III IIIRelacin compresin 1/ 17.8 17.5 17.5 18.0 18.0 17.5 17.72

Inyeccin CR CR CR CR CR CRBosch Deutz Bosch Denso Caterpillar Bosch

Vlvulas/cilindro 4V 4V 4V 4V 4V

Equipamiento EGR EGR VGT EGRWastegate interno interno Refrig. Wastegate Wastegate

Marca Cummins Deutz Tcd Iveco John Deere Perkins SisuDiesel mediaModelo Qsb 160 2013 L4 2V N45 Ent 4045 H 1104D-E44 Ta 44 Cta

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Slo Deutz mantiene dos vl-vulas por cilindro en esta ver-sin, algo que no hace en otras,como en el 2013 de 6 cilindros,con recirculacin externa de ga-ses de escape, que utiliza Fendt.El resto de las marcas eligen las4 vlvulas por cilindro y sobreali-mentacin con vlvula de des-carga. En la recirculacin de losgases de escape (EGR) no hayacuerdo: no todos la aplican, ylos que la hacen, Deutz e Ivecoprefieren la interna, mientrasque John Deere se decide por laexterna, con turbo de geometravariable y refrigeracin de la par-te de los gases de escape quellegan de nuevo al cilindro. Estomejora la economa de combus-

tible (slo 204 g/kWh de con-sumo especfico mnimo),pero tambin impone unafuerte carga de electrni-ca en sus motores com-parados con los de la

competencia.A medida que

estos motores va-yan incorporndosea los tractores agr-colas, habr queanalizarlos de nue-

vo, ya con las regula-ciones propias, que

sin duda sern diferentes alas de los modelos ms indus-triales que ahora se han tomadocomo referencia.

Algunas conclusiones

La comparacin entre moto-res de la ltima generacin, de di-ferente procedencia, pone de ma-nifiesto la similitud existente entrelas prestaciones que con ellos seconsiguen, consecuencia de unaoptimizacin del producto aplican-do la tecnologa disponible.

Todos adoptan el commonrail, que en esta cilindrada semanifiesta como la mejor opcinpor la relacin precio/prestacio-nes, utilizando componentes deBosch, o bien marca propia, co-mo Deutz y Caterpillar; en el ca-so de John Deere recurren a lajaponesa Denso.

138 kW (188 CV) a un rgimende 2.400 rev/min. La menor elIveco N45, con slo 104 kW (141CV), que es el motor menos car-gado del grupo, como lo indicasu potencia especfica de slo23.19 kW/L de cilindrada y laPME de 12.9 bar a potencia no-minal, por lo que seguramentese le podra sacar ms.

El rgimen nominal en todoslos modelos se mantiene bajo,como exige el mercado al quevan dirigidos, siendo el CumminsQsb 160 con 2.500 rev/min elms elevado. Iveco, Perkins y Si-su prefieren las 2.200 rev/min.En todos los casos, las relacio-nes de compresin se mantie-nen en el intervalo de 1/17.5 a1/18.0.

El par mximo ms elevadolo suministra John Deere,con 645 Nm a 1.400rev/min, mientras quela mayor reserva depar con estas regula-ciones la ofrece elCummins con el37.3%, junto con unintervalo rgimen de fun-cionamiento de 1.000rev/min.

El ms pesado es elDeutz 2013, con 432 kg, y elms voluminoso el John Deere4045 H como consecuencia delsistema de refrigeracin exter-na.

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TODOS ADOPTANEL COMMON RAIL, QUE

EN ESTA CILINDRADA SE

MANIFIESTA COMO LA

MEJOR OPCIN POR LA

RELACIN

PRECIO/PRESTACIONES

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