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Al detalle: El motor V10 del Lexus LFA, el deportivo japonés del siglo XXI

Si eres un curioso del mundo del motor, te habrás dado cuenta de que hemos empezado una nueva línea de artículos que tienen como finalidad ofrecer un poco de información sobre los motores que equipan algunos de los coches más impresionantes. Si el otro día os hablábamos del Porsche 911 GT3 y su motor bóxer, hoy hemos decidido cambiar de continente… (Por cierto, atendemos peticiones)

A principios del 2000 y con vistas a ser tan solo un proyecto de investigación y desarrollo bastante sencillo, Toyota Motor Coporation estableció el programa LFA.

Con la llegada del proyecto a manos de Haruhiko Tanahashi, el equipo encargado del proyecto LFA recibió varias luces verdes y cheques en blanco y comenzó a ganar impulso y lo que empezó siento un ejercicio de I+D se convirtió en un programa de desarrollo individualizado.

La tarea no era fácil ya que todo se transformó en la creación de un superdeportivo, el LFA. El equipo encargado no era un grupo corriente, sino que se había formado por unos ingenieros con mucho talento que compartían una pasión por la conducción deportiva y por métodos de ingeniería poco convencionales.

Al año siguiente de la llegada de Tanahashi-san, comenzó el trabajo en el motor V10 del LFA y, a mediados del 2003, se completó el primer prototipo.

Como todos sabréis, el LFA terminó produciendo a mano en el taller del LFA en la planta Motomachi de la Ciudad Toyota. Sólo se construyeron 500 ejemplares, a un ritmo máximo de 20 unidades por mes para garantizar una calidad de fabricación y una atención al detalle durante el proceso de personalización sin igual.

Cada motor V10 era montado por un solo ingeniero y llevará su firma como prueba de la naturaleza individualizadora, pero espera, ¿un V10?…

Lexus LFA Works

Un V10 japonés, atmosférico y a medida

El componente principal del LFA es un motor V10 hecho a medida que establece nuevos estándares automovilísticos en cuanto a dimensiones, estructura, peso ligero y rendimiento.

Desde el principio, Tanahashi-san y sus ingenieros establecieron que el motor del LFA, debía ir instalado por detrás del eje delantero, tendría una capacidad de 4.805 cc, desarrollaría 412 kW/560 DIN CV y aceleraría “escandalosamente” hasta 9.000 rpm.

configuración tren de transmisión

Este V10 presenta un ángulo de 72º entre las bancadas, el ángulo “perfecto” para el equilibrio, en un motor V10 para proporcionar unas características de conducción suaves.

La aspiración es atmosférica lo que se traduce en una entrega de potencia lineal y una respuesta de estrangulación excepcional para unos cuerpos de estrangulamiento individuales controlados electrónicamente para cada cilindro.

El sistema de lubricación de cárter seco

El sistema de lubricación empleado es por cárter seco aspecto que no solo garantiza la bajada del centro de gravedad y reduce la inercia del coche, sino que, también permite al motor proporcionar una buena respuesta y lubricación en curvas largas a alta velocidad.

cárter seco LFA

Temporización variable de válvulas VVT-i

El motor V10 produce 480 Nm de par máximo a 6.800 rpm. La aplicación de la temporización variable inteligente de válvulas (VVT-i), tanto de admisión como de escape, en combinación con colectores de escape de igual longitud e inyectores de 12 agujeros y volumen elevado, hace que el 90% de este par motor esté disponible entre 3.700 rpm y las 9.000 rpm.

La combinación de estas cifras se traducen un tiempo de aceleración de 0 a 100 km/h en tan solo 3,7 segundos y una velocidad máxima de 325 km/h.

El peso y la fricción interna también influyen

Con 412 kW y un peso en orden de marcha de 1.480 kg, conseguido gracias al uso generalizado de fibra de carbono (CFRP) en el chasis y la carrocería, el LFA ofrece una excelente relación de potencia y peso de 278 kW por tonelada.

La combinación de una relación de compresión elevada de 12:1, una baja fricción interna y una optimización del flujo de alimentación y escape da lugar a que el motor del LFA desarrolle 85,7 kW/117 DIN CV por litro, una de las producciones de potencia específica más elevadas en el mercado.

componentes ligeros

Como era de esperar, el árbol de levas también fue sometido a una intensa observación y, como resultado, las culatas presentan características que son más comunes en coches de carreras que en los coupés biplaza. Las válvulas y varillas de conexión de titanio, un 40% más ligeras que los componentes equivalentes de hierro, se complementan con balancines sólidos ultraligeros con carbono tipo diamante con revestimiento de silicona y boquillas de aceite integradas.

Otros puntos a destacar, incluyen culatas de aleación de magnesio, los pistones de aluminio forjado, muelles de válvulas de forma cilíndrica de baja inercia y un cigüeñal más ligero, completamente integrado con muñequillas de cilindros emparejados diseñados para reducir las pérdidas de bombeo.

Alimentación de aire dual

Un sistema dual de alimentación de aire mejora el rendimiento del motor al cambiar de un puerto de admisión primario a velocidades del motor medias o bajas a puertos duales a revoluciones más elevadas para reforzar la eficiencia de la respiración.

Cada cilindro presenta un cuerpo de estrangulamiento independiente controlado electrónicamente para garantizar que la alimentación de aire del motor sigue la ruta más rápida y eficiente. Curiosamente, un innovador sistema calcula el volumen de aire de alimentación basado en el ángulo del pedal del acelerador y permite calcular el volumen de inyección de combustible apropiado más rápidamente que el sistema convencional.

El sistema de baja fricción del LFA tuvo tanto éxito que el modelo puede elevar las revoluciones desde el ralentí hasta las 9.000 rpm de la zona roja del cuentarrevoluciones en tan sólo seis décimas de segundo.

Esto requería un cuentarrevoluciones digital ya que el sistema analógico sencillamente no podía seguir la capacidad del motor para aumentar y reducir las revoluciones.

aire lexus lfa

Filosofía Downsizing en toda regla “Made in Yamaha”

Mientras que el innovador V10 del LFA es tan pequeño como un motor V8 tradicional y tan ligero como un V6 convencional, proporciona un rendimiento concentrado de súper deportivo. A 9.000 rpm sus pistones se mueven a aproximadamente 25 metros por segundo, convirtiéndolo en uno de los motores de más revoluciones y potencia que jamás se ha visto en un coche fabricado en serie.

Este motor innovador se desarrolló junto con Yamaha y es el resultado de una estructura de colaboración que existe entre Toyota Motor Corporation y este especialista japonés en ingeniería. Toyota controló y gestionó este desarrollo con la ayuda de Yamaha en todas sus etapas cruciales para cumplir con sus estándares rigurosos.

Caja de cambios secuencial con embrague robotizado ASG: Cambios en 0,2 segundos

La caja de cambios de seis velocidades controlada automáticamente (ASG) hecha a medida para el LFA, impulsa las ruedas traseras mediante un diferencial de deslizamiento limitado con sensores de par motor y se ha montado sobre el eje trasero para conseguir una distribución óptima del peso de 48:52.

Mientras que muchos piensan que una distribución del peso de 50:50 es la mejor para un coche deportivo de alto rendimiento, la relación de peso ideal para cualquier vehículo es aquella que le permitirá desarrollar todo su potencial dinámico.

Este sistema de transmisión inteligente se ha diseñado para realizar cambios rápidos y es capaz de subir a una marcha superior en tan sólo 0,2 segundos.

Además del diferencial de deslizamiento limitado para la mejora de la tracción, la transmisión ASG también presenta cuatro modalidades de conducción: AUTO, SPORT, NORMAL y MOJADO.

La rapidez de los cambios de marcha se puede ajustar en siete programas, desde aproximadamente 0,2 segundos para un esfuerzo intensivo en pista hasta 1,0 segundo.

Mientras que la subida de marcha sólo necesita un toque ligero de los dedos, la leva de reducción requiere un esfuerzo mayor, de manera que se mejore la unión mecánica entre el conductor y la transmisión.

La naturaleza de revoluciones increíblemente rápidas del motor V10 del LFA requiere un embrague simple ultra ligero y de óptima respuesta, lo que en la práctica descarta el uso de una transmisión de embrague doble.

El motor y la caja de cambios se conectan mediante un transeje que crea un enlace rígido y sin flexiones entre propulsor y caja de cambios, lo que constituye un elemento crucial en la estructura ultra rígida del chasis del LFA.

La característica melodía del LFA

En alguna ocasión os hemos mostrado el sonido del V10 del LFA y la verdad es que pone los pelos de gallina, pero ¿sabes por qué?

El equipo de acústica estudió el inconfundible sonido generado por un coche de Fórmula 1 al máximo de sus revoluciones. Mediante el énfasis en la frecuencia de la segunda combustión en el motor del LFA y con la introducción de armonías ardientes primarias, secundarias y terciarias, Tanahashi-san y su equipo crearon una característica nota de escape diferente de cualquier otro coche en carretera, a la que denominaron “Armonía de Octava”.

Este sonido sólo ha sido posible gracias al ajuste meticuloso del sistema de escape de fase múltiple. Las bancadas derecha e izquierda del motor presentan colectores de escape de igual longitud y de gran diámetro que no sólo mejoran los niveles de par motor a altas revoluciones, sino que además crean una calidad de sonido armónica y clara.

Tras dejar los convertidores catalíticos, los escapes separados de la derecha y la izquierda fluyen a través de una caja silenciadora más pequeña y, a continuación, pasan al silenciador principal de fases múltiples instalado detrás de la caja de cambios en el eje de trasero.

El silenciador principal presenta una estructura de titanio ligero y utiliza una válvula que selecciona entre dos caminos que canalizan el flujo de escape de acuerdo con la velocidad del motor. A 3.000 rpm o menos, la válvula permanecerá cerrada para guiarlo a través de cámaras múltiples que obtienen una nota de escape discreta. Por encima de este límite, la válvula se abre y permite que el escape eluda las cámaras y pase a una única cámara de resonancia, desde donde saldrá directamente a través de las tres salidas de escape llamativamente agrupadas del LFA.

LFA escape

El sistema de inducción del V10 también se ha modificado. La caja de resonancia única de resina partida horizontalmente, imita las cámaras acústicas de los instrumentos de cuerda y viento.

Hasta 4.000 rpm emite la frecuencia primaria del motor a 300 Hz. Ésta cambia a 400- 500 Hz según las revoluciones del motor aumentan a 6.000 rpm y finalmente alcanza su valor más elevado a 600 Hz cuando el motor se aproxima ruidosamente a las 9.000 rpm.

Además, el puerto de admisión de aire primario se ha construido con un material poroso para producir unos tonos entre bajos y medios. El sonido de la alimentación y el escape del motor se han canalizado hacia el habitáculo para que el conductor pueda vivir la melodía de primera mano.

Ficha técnica motor

Motor: Tipo 1LR-GUE, con 10 cilindros a 72° V-type. Mecanismo de vávulas Roker Arm Type 40 válvulas.

Carrera: 88 mm

Calibre: 79 mm

Cilindrada: 4.805 cc

Compresión: 12.0:1

Potencia del motor: 412 (560)/8700

Par máximo: 480 (48.9)/6800

Número de revoluciones máximo: 9.000/min

Clase de carburante: 95 octanos o superior

Instalación eléctrica: 12V-48AH

Velocidad máxima 325 km/h

Aceleración de 0-100 km/h 3.7 s

Consumo: ND

Emisiones de CO2: ND

Clase medioambiental de homologación CE: Euro 5

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