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El sofisticado 6.2L V-8 del futuro Corvette

Cuando el nuevo Chevrolet Corvette 2014 llegue a finales del próximo año, se propulsará con un sofisticado 6.2L V-8 que ya ha demostrado su valía en los circuitos. Este motor alcanzará los 450 cv y permitirá una aceleración de 0 a 100 km/h en menos de 4 segundos.

El nuevo motor LT1 del Corvette, el primero de la familia Gen 5 de motores de bloque pequeño, combina varias tecnologías avanzadas, como la inyección directa, Active Fuel Management (AFM) y sincronización variable continua de válvulas, que combinadas dan lugar a un avanzado sistema de combustión.

«Con el desarrollo del nuevo LT1 nos propusimos llevar a otro nivel los motores de coches de altas prestaciones», ha afirmado Mary Barra, Vicepresidenta Sénior de Desarrollo de Productos Globales. «Creemos que lo hemos conseguido con esta auténtica obra maestra tecnológica que integra de forma impecable un conjunto de avanzadas tecnologías solo presentes en un reducido grupo de motores a nivel mundial.»

«Lo que hace especial a este motor es el avanzado sistema de combustión, que extrae todo el potencial de estas tecnologías. El arte y la ciencia que hay detrás de ese sistema de combustión convierten al Corvette LT1 en uno de los motores V-8 más avanzados del mundo», ha añadido Barra.

Los datos de potencia, prestaciones y consumo no serán definitivos hasta principios del próximo año, pero las previsiones para el nuevo motor LT1 son las siguientes:

– El Corvette de serie más potente hasta la fecha, con una potencia declarada de 450 cv (335 kW) y 610 Nm de par motor (62Kgm)

– El Corvette de serie más rápido hasta la fecha, con una aceleración de 0 a 100 km/h en menos de 4 segundos

– El Corvette con menor consumo hasta la fecha, que mejora el consumo en carretera de alrededor de 9L/100 km/h estimado por el organismo EPA en 2013.

«La clave para desarrollar un coche de altas prestaciones es ofrecer más rendimiento y potencia con menos consumo, y eso es lo que hemos logrado», ha señalado Tadge Juechter, Ingeniero Jefe del Corvette. «Gracias a esta tecnología, hemos podido sacar más partido a cada gota de gasolina, y por eso creemos que el nuevo Corvette será el coche de 450 cv más eficiente del mercado.»

Avanzado sistema de combustión optimizado con seis millones de horas de análisis

«El Corvette LT1 representa la renovación de diseño más significativa en los casi 60 años de historia de los motores de bloque pequeño, partiendo de su legado para perfeccionar aún más uno de los mejores motores del mundo», ha comentado Sam Winegarden, Vicepresidente de Ingeniería Global de Trenes Motrices. «Más que una cifra de potencia enorme, el LT1 se ha optimizado para producir una banda de potencia más amplia. Por debajo de 4.000 rpm, el par motor del Corvette LT1 es comparable al del legendario 7.0L LS7 del actual Corvette Z06. El LT1 es todo un manantial de potencia, y los conductores sentirán su par y fuerza sin igual con cada subida de revoluciones.»

El aumento de la potencia y la eficiencia ha sido posible gracias a un nivel sin precedentes de análisis —que incluyó dinámica de fluidos computacional— para optimizar el sistema de combustión, la inyección directa de combustible y los sistemas AFM y de sincronización variable de válvulas que lo acompañan. En el desarrollo del motor se ha empleado más de 10 millones de horas de análisis computacional, de ellas 6 millones (tiempo de CPU) dedicadas al avanzado sistema de combustión.

La inyección directa se ha aplicado por primera vez a esta arquitectura del motor, y es un elemento esencial para mejorar la eficiencia de la combustión, ya que garantiza que se queme todo el combustible en la mezcla de aire-combustible. Esto se consigue controlando con precisión el patrón de movimiento de la mezcla y de pulverizado de la inyección de combustible. La inyección directa también reduce la temperatura de la cámara de combustión, lo que permite aumentar la relación de compresión. Asimismo, las emisiones son más bajas, en particular las de hidrocarburo durante el arranque en frío, que se reducen en un 25%.

El sistema AFM —novedad absoluta en el Corvette— contribuye a ahorrar combustible anulando de forma imperceptible la mitad de los cilindros del motor en situaciones de conducción de baja exigencia.

La sincronización variable continua de válvulas, una innovación de GM para los motores con válvulas en culata, está ajustada específicamente para el sistema AFM y la inyección directa del LT1 a fin de optimizar aún más las prestaciones, la eficiencia y las emisiones.

Estas tecnologías sirven de apoyo a un nuevo diseño de culatas y de pistones, todo ello imprescindible para los parámetros de alta compresión que permiten el uso de una inyección directa.

La culata del LT1 presenta cámaras de combustión más pequeñas diseñadas para complementar la forma exclusiva de las cabezas de los pistones. El menor tamaño de la cámara y los pistones forjados producen una relación de compresión de 11,5:1, mientras que la culata tiene puertos de admisión grandes, rectos y rectangulares con un ligero giro para mejorar el movimiento de la mezcla. Esto se complementa mediante una inversión de las posiciones de las válvulas de escape y admisión en comparación con el diseño anterior del motor. Además, se han revisado el ángulo y la profundidad de las bujías, que ahora sobresalen más en el interior de la cámara, colocando el electrodo más cerca del centro para garantizar una combustión óptima.

Los pistones forjados presentan una forma exclusiva que se ha optimizado mediante análisis exhaustivos para dirigir con precisión la inyección de combustible y obtener una combustión más completa. El contorno de las cabezas de los pistones está mecanizado para garantizar la precisión de sus medidas, algo esencial para controlar a la perfección el movimiento de la mezcla y la relación de compresión.

Pasado y presente histórico en los circuitos, prestaciones futuristas

El primer V-8 de bloque pequeño debutó en el Corvette en 1955. Tenía una cilindrada de 4.3L y alcanzaba 195 cv pasando el aire y el combustible por un carburador de cuatro cuerpos. Cinco años después, la potencia del V-8 ayudó al Corvette a conseguir su primera victoria en las 24 Horas de Le Mans.

En 2012, el Corvette Racing C6.R con motor de bloque pequeño venció a Ferrari, BMW y Porsche, alzándose con los campeonatos de pilotos, equipos y constructores en la clase GT para coches de producción de la American Le Mans Series (ALMS). Estos campeonatos convierten a Corvette Racing en el equipo más laureado en la historia del ALMS, con un total de 77 victorias en su categoría, ocho campeonatos de pilotos y nueve títulos de constructores y equipos desde 2001.

«Los requisitos del motor del coche de producción y del coche de carreras se parecen notablemente», ha afirmado Jordan Lee, Ingeniero Jefe y Director de Programa. «En ambos casos, quieres un motor que sea potente y eficiente, compacto y ligero, y resistente. Gracias a esa combinación el motor de bloque pequeño original tuvo tanto éxito. Hoy en día, la introducción de tecnologías y técnicas de ingeniería de vanguardia permite mejorar aún más uno de los mejores motores de coches de altas prestaciones del mundo.»

A modo de ejemplo, el nuevo motor LT1 pesa 18 kilogramos menos que el V-8 DOHC 4.4L biturbo con potencia similar de un modelo de la competencia. Ese ahorro de peso no solo mejora la relación potencia-peso del Corvette, sino que también contribuye a obtener una excelente distribución de pesos 50/50 que redunda positivamente en el manejo y respuesta de la dirección.

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El nuevo LT1 también mide 10 centímetros menos de altura que el V-8 DOHC de la competencia. Esto mejora la conducción, ya que baja el centro de gravedad al tiempo que permite rebajar la línea del capó, reforzando el emblemático perfil del Corvette y garantizando una visibilidad excepcional para el conductor.

El nuevo LT1 es el tercer motor con ese nombre en la historia del Corvette. Las versiones anteriores son de 1970 (Gen 1) y 1992 (Gen 2). Todos los modelos del LT1 —y todos los motores de bloque pequeño— han compartido una filosofía de diseño compacto que contribuye a flexibilizar su colocación en vehículos estilizados, como es el caso del Corvette.

«La potencia y la eficiencia del V-8 de bloque pequeño son emblemas de las prestaciones del Corvette», ha afirmado Lee. «Pero el tamaño compacto y la excelente relación potencia-peso son igualmente importantes para la experiencia general al volante. El nuevo LT1 será esencial para convertir al nuevo Corvette en un coche deportivo de primerísimo nivel en términos de tecnología, prestaciones y refinamiento.»

Características y aspectos destacados del motor

Bloque y cárter de aceite 100% de aluminio: el bloque del Gen 5 se ha desarrollado con herramientas y datos matemáticos obtenidos en los programas de carreras de GM. El resultado es una base ligera y rígida para un motor increíblemente suave. Su diseño de faldón contribuye a aumentar la fuerza y reducir las vibraciones. Al igual que en los motores de bloque pequeño Gen 3 y Gen 4, los apoyos de bancada sujetan las “tapetas” de los cojinetes con seis tornillos en cruz que limitan la flexión del cigüeñal y aportan rigidez a la estructura del motor. Un cárter de aceite de aluminio estructural contribuye a reforzar aún más la rigidez del tren motriz.

Las tapetas de los cojinetes son de hierro nodular, lo que supone una mejora notable con respecto a las tapas de metal sinterizado más convencionales. Son más resistentes y pueden absorber mejor las vibraciones, contribuyendo así a una conducción más suave y silenciosa.

Comparada con la del motor Gen 4, la fundición del bloque de cilindros del Gen 5 es completamente nueva, si bien se basa en la misma arquitectura básica. Se ha perfeccionado y adaptado para dar cabida a la bomba de combustible de alta presión de inyección directa accionada por el motor. También incorpora nuevas fijaciones de montaje de motor, distintas ubicaciones para los sensores de encendido, sellado de mayor calidad y refrigeración de pistones mediante pulverizado de aceite.

Avanzado mecanismo de lubricación con sistema de cárter seco: el sistema de lubricación del LT1, que incluye refrigeración de pistones mediante pulverizado de aceite, también se ha optimizado para mejorar las prestaciones. Está accionado por una bomba de aceite de desplazamiento variable que permite una distribución más eficiente del aceite en función de las condiciones de funcionamiento del motor. Su control de presión dual permite un funcionamiento con una presión de aceite muy eficiente a bajas revoluciones en coordinación con el AFM, y ofrece más presión con regímenes de motor más altos para proporcionar un sistema de lubricación de mayor solidez cuando se exige más al motor.

La refrigeración de los pistones mediante pulverizado de aceite rocía la parte inferior de cada pistón y la pared del cilindro que lo rodea con una capa extra de aceite refrigerante mediante pequeños surtidores ubicados en la base de los cilindros. A fin de optimizar la eficiencia, los surtidores de aceite solo entran en acción cuando realmente son necesarios: al arrancar —dando una lubricación extra a los cilindros para reducir el ruido— y con regímenes altos de motor para ayudar a la refrigeración y alargar la vida útil del motor.

Un sistema de lubricación de cárter seco aporta un excelente mecanismo de lubricación cuando se realizan maniobras agresivas y se trazan curvas exigentes. Comprende dos fases: presión y barrido. La fase de presión incluye el nuevo control de presión dual y la bomba de paletas con desplazamiento variable.

El aceite de motor semisintético Dexos, con una especificación de 5W30, contribuye a reducir la fricción para mejorar aún más la eficiencia del LT1.

Nuevo árbol de levas de triple lóbulo: comparado con el del bloque pequeño Gen 4, el árbol de levas mantiene la misma posición con respecto al cigüeñal y se usa un nuevo cojinete trasero, pero presenta un novedoso diseño de triple lóbulo que acciona de forma exclusiva la bomba de combustible de alta presión de inyección directa montada en el motor, que a su vez se encarga del funcionamiento del sistema de combustión de inyección directa. Las especificaciones de las levas incluyen una alzada de válvulas de admisión/escape de 14/13,3 mm, un ciclo de admisión/escape con ángulos de cigüeñal de 200º/207º de duración, una elevación del actuador de 1,27 mm y un ángulo de leva de 116,5º.

Nueva bomba de combustible accionada por levas: el sistema de inyección directa presenta una bomba de combustible de presión muy alta que ofrece hasta 15 Mpa (150 bares). La alimentación de la bomba de combustible de alta presión accionada por el motor corre a cargo de una bomba convencional montada en el depósito de combustible. La bomba de inyección directa está montada entre las culatas —debajo del colector de admisión— y está accionada por el árbol de levas en la parte trasera del motor. Esta colocación garantiza que el ruido generado por la bomba sea atenuado por el colector de admisión y los elementos aislantes del motor.

Tapas de balancines con PCV integrado: uno de los rasgos más característicos del nuevo motor son las tapas de balancines convexas, que alojan el sistema de ventilación positiva del cárter (PCV). Este mecanismo reduce el consumo de aceite y prolonga su vida útil, al tiempo que contribuye a limitar las emisiones. Las tapas de balancines también contienen las bobinas de encendido sin cables de bujías para el sistema de encendido. Entre cada bobina, las secciones convexas de las tapas contienen tabiques que separan el aceite y el aire de los vapores del cárter hasta tres veces más que los motores anteriores.

Colector de admisión y cuerpo del acelerador: el colector de admisión del LT1 presenta un diseño de «colectores en caja», en el que cada colector individual descarga en una caja común de aire. Esto ofrece un excelente flujo de aire y permite una línea del capó del coche más baja.

Se ha insertado una espuma aislante entre la parte superior externa del colector de admisión y una carcasa adicional para reducir el ruido generado por el motor y por la bomba de combustible.

El colector se combina con un acelerador de control electrónico, con un diámetro de 87 mm, y un diseño de sensor de posición de acelerador «sin contacto» más duradero y que ofrece mayor control.

Colectores de escape cuatro en uno: el LT-1 usa una versión en fundición del colector de escape corto «cuatro en uno» del motor LS7 Gen 4. Los conductos del colector ofrecen un flujo de escape uniforme en la unión de «boca ancha» con el convertidor catalítico.

Sistema de refrigeración, sensor de humedad y otras características: entre las características y tecnologías del bloque pequeño Gen 5 también figuran:

  • Un sistema de refrigeración revisado con bomba de agua y termostato más eficientes
  • Un sensor de humedad del aire de admisión que garantiza una eficiencia óptima de la combustión, independientemente de la humedad atmosférica ambiente
  • Sistema de encendido 58X con módulos individuales de bobina de encendido y bujías con punta de iridio
  • Nuevo módulo de control del motor E92

Fuente: Chevrolet

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